芯片發(fā)熱的案例
解決芯片發(fā)熱問(wèn)題的新方法
這項(xiàng)研究有朝一日可能會(huì)幫助微芯片在不因過(guò)熱而中斷的情況下變得更強(qiáng)大。
隨著電子產(chǎn)品的不斷小型化，在給定的空間中會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，這使得熱控制成為電子設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。“如果你的電腦或筆記本電腦過(guò)熱，這可能是一個(gè)安全問(wèn)題，”該研究的主要作者，芝加哥大學(xué)的分子工程師Shi En Kim說(shuō)。
熱管理的最新進(jìn)展包括所謂的各向異性熱導(dǎo)體。在這些材料中，熱量在一個(gè)方向上比其他方向流動(dòng)得更快。
許多天然晶體結(jié)構(gòu)是強(qiáng)各向異性的熱導(dǎo)體——例如，對(duì)于石墨，熱量沿其快軸傳導(dǎo)的速度比慢軸快約 340 倍。然而，這些天然材料通常難以用于大規(guī)模制造技術(shù)，并且可能缺乏設(shè)備所需的各種電學(xué)或光學(xué)特性。相比之下，大多數(shù)人工結(jié)構(gòu)材料都是不良的各向異性熱導(dǎo)體，在室溫下通常具有小于 20 的快慢熱流比。
現(xiàn)在，科學(xué)家們創(chuàng)造了一種人造材料，其在室溫下的快慢熱流比高達(dá)約 880，這是有史以來(lái)最高的熱流比之一。他們?cè)?9 月 30 日的《自然》雜志上詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。
該技術(shù)的秘訣在于使用由原子級(jí)薄層堆疊膜組成的材料——二硫化鉬。在這種情況下，這些層通過(guò)稱(chēng)為范德華相互作用的弱電力保持在一起，這種力通常會(huì)使膠帶發(fā)粘。其他分層范德華材料包括石墨和所謂的過(guò)渡金屬二硫?qū)倩铩? 二硫化鉬在兩個(gè)維度上有效地堆疊漏斗熱量，但不是第三個(gè)維度。絕緣效應(yīng)背后的關(guān)鍵是相鄰薄膜的晶格如何相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。（想象一堆棋盤(pán)，每塊棋盤(pán)都旋轉(zhuǎn)，這樣它的方格就不會(huì)與相鄰的方格對(duì)齊。）
在這些堆棧中，熱的主要載體是聲子（phonons），即由晶體晶格結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)組成的準(zhǔn)粒子。當(dāng)相鄰的硫化鉬薄膜堆疊起來(lái)使其晶格對(duì)齊時(shí)，聲子很容易向各個(gè)方向流動(dòng)，盡管在層內(nèi)效率更高。
展開(kāi) 熱電冷卻器TEC的選型設(shè)計(jì)步驟
假定需求場(chǎng)景為：發(fā)熱芯片功耗為20W，要求溫度控制在26℃，依此計(jì)算此TEC的工作點(diǎn)（工作電流和工作電壓）。
芯片溫度控制在26℃，則溫升要求為24℃。通過(guò)規(guī)格書(shū)中的制冷量、電流、溫差圖，獲知工作電流應(yīng)為4A：
此處4A的電流，指的是TEC工作穩(wěn)定之后的電流，啟動(dòng)時(shí)，工作電流稍大。在某些TEC規(guī)格書(shū)中還提供有電壓、電流和溫差線圖，此時(shí)，可以在此圖中將對(duì)應(yīng)的電壓線找到，并使得溫差為零（初始狀態(tài)，冷熱面溫差為零），回溯獲得初始電流值。如果規(guī)格書(shū)中并未提供此圖，則通常按照穩(wěn)態(tài)電流值的~1.2倍設(shè)置。
根據(jù)電流、電壓、溫差圖，查知工作電壓為4.5V。依工作電壓和工作電流，計(jì)算得為實(shí)現(xiàn)當(dāng)前熱傳量并維持所要求的溫差，所需輸入功率為Pin = I * V = 4A * 4.5V = 18 W. 換算知此時(shí)TEC綜合效率系數(shù)為COP = 20W/18W= 1.11.
COP值還可以在COP、電壓、溫差圖中查知。
從此圖中，不僅可以查知COP值，還可判定在此工作溫差、工作電壓下TEC工作的最高效率點(diǎn)。按照此圖顯示，COP值顯然不在最優(yōu)點(diǎn)。此TEC實(shí)現(xiàn)20W功耗，在環(huán)境溫度為24℃時(shí)，控制芯片結(jié)溫為26℃時(shí)，需要輸入的額外電能為18W。為了達(dá)到這樣的效果，還要滿足如下兩個(gè)信息：
· 電路的設(shè)定，需要能夠支持TEC的電流需求；
· TEC熱面裝配的散熱器，能夠在維持熱面溫度為50℃的前提下，穩(wěn)定地散失38W（芯片發(fā)熱量20W+TEC輸入功率18W）的熱量。
由此，不難看出，TEC的設(shè)計(jì)選型，需要電路和散熱器的匹配設(shè)計(jì)。而且，散熱器的熱負(fù)荷等于芯片發(fā)熱量與TEC輸入功率之和。
展開(kāi) Workbench案例3-PCB電路板芯片熱分析
如果有多個(gè)結(jié)果集可用，可以指定不同的集（不同的時(shí)間點(diǎn)）
6.設(shè)置瞬態(tài)分析的時(shí)間：
總的瞬態(tài)仿真時(shí)間：200s；設(shè)置時(shí)間子步如圖所示：
7.設(shè)置邊界條件：
設(shè)置其中一個(gè)芯片的發(fā)熱量（Internal Heat generation=5e7W/m3），其作用時(shí)間為20-40s；具體設(shè)置參數(shù)如下所示：
設(shè)置另外一個(gè)芯片開(kāi)關(guān)作用的時(shí)間及發(fā)熱量：（Internal Heat Generation=1e8W/m3）；設(shè)置具體參數(shù)如下圖所示：
8.求解及結(jié)果查看：
瞬態(tài)仿真得到的溫度場(chǎng)云圖，如圖所示：
瞬態(tài)溫度仿真溫度與時(shí)間數(shù)據(jù)，如圖所示：
設(shè)置Temperature Probe，選擇穩(wěn)態(tài)分析中產(chǎn)生發(fā)熱的芯片：
得到其溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線：
同理，采用Temperature Probe可以分別得到瞬態(tài)仿真時(shí)設(shè)置的另外兩個(gè)發(fā)熱芯片的時(shí)間溫度曲線：
選擇三個(gè)Temperature Probe，點(diǎn)擊Model菜單欄上的Chart，生成3個(gè)芯片溫度&時(shí)間曲線的合成曲線圖：
本案例使用的PCB板幾何模型（X_T格式）下載地址：
展開(kāi) 擔(dān)心長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī)溫度過(guò)高？SOLIDWORKS熱分析做出科學(xué)解答 | 產(chǎn)品探索
SOLIDWORKS熱分析做出科學(xué)解答 | 產(chǎn)品探索
隨著手機(jī)的發(fā)展，高功率高發(fā)熱的芯片也更多的被用在機(jī)體中。作為普通消費(fèi)者，在購(gòu)買(mǎi)手機(jī)的時(shí)候不會(huì)太在意手機(jī)的發(fā)熱量。通過(guò)本次的案例模型，將展示手機(jī)的芯片發(fā)熱給手機(jī)表面溫度分布帶來(lái)的影響。
普通手機(jī)其CPU位置普遍位于手機(jī)上半部分，工作時(shí)基本也是產(chǎn)熱大戶(hù)。我們根據(jù)大致的常溫環(huán)境參數(shù)，采用SOLIDWORKS熱力分析，模擬手機(jī)工作時(shí)的溫度分布情況。
從分析結(jié)果上看，明顯手機(jī)上部分溫度高于下部分，符合我們預(yù)期結(jié)果。但是從這溫度分布圖中也可以清晰反映出，這樣的手機(jī)在使用過(guò)程中舒適度將不會(huì)太高，如何改進(jìn)將成為各大手機(jī)廠商新課題。
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《從零開(kāi)始學(xué)散熱》：熱管和均溫板
當(dāng)前，芯片尺寸越來(lái)越小，發(fā)熱量越來(lái)越大，如將這些熱量轉(zhuǎn)移到一定位置所“耗費(fèi)”的溫差也越來(lái)越大。為緩解這一趨勢(shì)，人們不斷采用更高導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成傳熱通路。但這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)多數(shù)在~102 W/(m?K)，即便是石墨片，也僅~1000W/(m?K)。而由于石墨片越厚（代表橫向熱流截面積）其水平方向?qū)嵯禂?shù)越低，因此其熱流動(dòng)效率并不高。因此，設(shè)計(jì)更高傳熱效率的傳熱部件就變得越來(lái)越關(guān)鍵。在這種需求下，熱管和均溫板應(yīng)運(yùn)而生。
熱管和均溫板的特點(diǎn)和典型應(yīng)用
熱管（Heatpipe）和均溫板（Vapor Chamber，簡(jiǎn)稱(chēng)VC）在高功率或高集成度電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。當(dāng)使用得當(dāng)時(shí)，它可以被簡(jiǎn)單地理解為一個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)非常高的部件。不難理解，熱管和VC可以有效消除擴(kuò)散熱阻。
熱管最常見(jiàn)的應(yīng)用實(shí)例就是鑲嵌在散熱器中，將芯片的熱量充分均攤在散熱器基板或翅片上。如左下圖所示，當(dāng)芯片發(fā)出的熱量經(jīng)由導(dǎo)熱界面材料傳遞到散熱器上后，由于熱管導(dǎo)熱系數(shù)極高，熱量可以以極低的熱阻沿?zé)峁軅鞑ァ４藭r(shí)，熱管又與散熱器翅片相連，熱量便可以更有效地通過(guò)整個(gè)散熱器散失到空氣當(dāng)中。右下圖是基板中鑲嵌熱管的散熱器。當(dāng)芯片發(fā)熱面積相對(duì)較小時(shí)，直接傳遞到散熱器的基板，會(huì)使得基板溫度分布具備較大的不均勻性。加裝熱管后，由于熱管導(dǎo)熱系數(shù)很高，便可以有效緩解溫度的不均勻性，提高散熱器的散熱效率。
圖1 熱管散熱器
熱管的另一種應(yīng)用場(chǎng)景是熱量的高效轉(zhuǎn)移。這種設(shè)計(jì)在筆記本中非常常見(jiàn)。具體的設(shè)計(jì)起因是：芯片發(fā)熱的地方，沒(méi)有足夠的空間安裝散熱器，而在產(chǎn)品的另外較遠(yuǎn)處，有相關(guān)空間可以安裝散熱強(qiáng)化部件。這時(shí)，可以用熱管將芯片發(fā)出的熱量轉(zhuǎn)移到合適的空間處進(jìn)行散熱。
展開(kāi) 干貨｜如何選擇合適的電源芯片，你會(huì)了嗎？
針對(duì)這種情況，才有了LDO類(lèi)的電源轉(zhuǎn)換芯片。
LDO線性降壓芯片：原理相當(dāng)于一個(gè)電阻分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓，能量損耗大，降下的電壓轉(zhuǎn)化成了熱量，降壓的壓差和負(fù)載電流越大，芯片發(fā)熱越明顯。這類(lèi)芯片的封裝比較大，便于散熱。
LDO線性降壓芯片如：2596，L78系列等。
DC/DC降壓芯片：在降壓過(guò)程中能量損耗比較小，芯片發(fā)熱不明顯。芯片封裝比較小，能實(shí)現(xiàn)PWM數(shù)字控制。
DC/DC降壓芯片如：TPS5430/31，TPS75003，MAX1599/61，TPS61040/41
LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對(duì)于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。
但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對(duì)這種情況，才有了LDO類(lèi)的電源轉(zhuǎn)換芯片。生產(chǎn)LDO芯片的公司很多，常見(jiàn)的有ALPHA，Linear(LT)，Micrel，Nationalsemiconductor，TI等。
二、什么是LDO(低壓降)穩(wěn)壓器?
LDO是一種線性穩(wěn)壓器。
展開(kāi) 如何選擇合適的電源芯片，你會(huì)了嗎？
一、前言
什么是電源芯片?
它有什么作用?
在選擇電源芯片的時(shí)候，應(yīng)該考慮那些地方?
輸入電壓線性調(diào)整率、輸入電壓線性變化時(shí)對(duì)輸出電壓的相對(duì)影響？
下面先來(lái)了解幾個(gè)概念問(wèn)題：
1、輸出電壓負(fù)載調(diào)整率：負(fù)載電流變化時(shí)輸出電壓相對(duì)變化情況
2、輸出電壓精度：器件輸出電壓的誤差范圍
3、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)：負(fù)載電流從一個(gè)小值到最大流快速變化時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)。
4、電源芯片選擇DC/DC還是LDO?
這個(gè)取決于你的應(yīng)用場(chǎng)合。比如用在升壓場(chǎng)合，當(dāng)然只能用DC/DC，因?yàn)長(zhǎng)DO是壓降型，不能升壓。
另外看下各自的主要特點(diǎn)：
DC/DC：效率高，噪聲大;
LDO：噪聲低，靜態(tài)電流小;
所以如果是用在壓降比較大的情況下，選擇DC/DC，因?yàn)槠湫矢撸鳯DO會(huì)因?yàn)閴航荡蠖陨頁(yè)p耗很大部分效率;如果壓降比較小，選擇LDO，因?yàn)槠湓肼暤停娫锤蓛簦彝鈬娐泛?jiǎn)單，成本低。
LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對(duì)于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對(duì)這種情況，才有了LDO類(lèi)的電源轉(zhuǎn)換芯片。
LDO線性降壓芯片：原理相當(dāng)于一個(gè)電阻分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓，能量損耗大，降下的電壓轉(zhuǎn)化成了熱量，降壓的壓差和負(fù)載電流越大，芯片發(fā)熱越明顯。這類(lèi)芯片的封裝比較大，便于散熱。
展開(kāi) Akhan Semi立志將鉆石打造成后摩爾時(shí)代的半導(dǎo)體關(guān)鍵材料
AkhanCEO兼創(chuàng)始人Adam·khan（圖源：Akhan 公司）
根據(jù) Khan 的說(shuō)法，下一代先進(jìn)的半導(dǎo)體材料將需要解決功率和光刻等問(wèn)題，隨著芯片上晶體管密度的增加，芯片需要添加更多層的材料作為熱管理層，用來(lái)減少整個(gè)芯片上層區(qū)的發(fā)熱和寄生電阻電容帶來(lái)的功率損耗。而且目前由于芯片發(fā)熱問(wèn)題，硅基芯片在效率、性能和功耗的局限性越來(lái)越像封裝所靠攏（新型的Chiplet和3D封裝拓展閱讀3D IC設(shè)計(jì)很難嗎，究竟離我們有多遠(yuǎn)?(圖文)-電子工程專(zhuān)輯）。
“而今天，我們發(fā)現(xiàn)了新的契機(jī)，除了封裝這條路，新型鉆石材料也是一條解決途徑，并且可能有一天會(huì)取代硅。鉆石是熱傳導(dǎo)率最高的材料，它比我們所知道的任何其他3D材料都能更好地散熱，因此用鉆石可以解決許多封裝內(nèi)的散熱問(wèn)題，鉆石的冷卻能力是銅的5倍，是硅的二十多倍”
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，用于射頻和軍用雷達(dá)的寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體得到了不小的發(fā)展，寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體的工作電壓、頻率和溫度高于硅和砷化鎵等傳統(tǒng)材料，所以在下一代半導(dǎo)體中，WBG半導(dǎo)體越來(lái)越受到青睞。
寬禁帶半導(dǎo)體的行業(yè)應(yīng)用（圖源：電子工程專(zhuān)輯）
根據(jù)Khan的說(shuō)法，“金剛石作為半導(dǎo)體材料可以不用對(duì)現(xiàn)有芯片制程進(jìn)行大改就能推廣使用，而唯一需要改變的是加入或者替換成金剛石的化學(xué)氣相沉積（CVD）工具”，khan還透露“整個(gè)芯片制造所用到的所有設(shè)備和測(cè)量機(jī)臺(tái)都在其公司內(nèi)部開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。”
AKhan Semi公司可將客戶(hù)的小批量或者中批量的芯片生產(chǎn)外包給Akhan公司，而在大批量時(shí)，公司又可以買(mǎi)給客戶(hù)生產(chǎn)所有的全套設(shè)備和許可。“現(xiàn)在就有一家客戶(hù)認(rèn)證了公司的工藝制程，準(zhǔn)備把整套流程導(dǎo)入到自己的工廠中。”
展開(kāi) 干貨｜如何預(yù)防“燒芯片”？
硬件的小伙伴應(yīng)該都有“燒設(shè)備”的經(jīng)歷，芯片摸上去溫溫的，有的甚至燙手。
有些芯片在正常工作時(shí)，功耗很大，溫度也很高，需要涂散熱材料。
本文主要討論芯片的散熱/發(fā)熱、熱阻、溫升、熱設(shè)計(jì)等概念。
開(kāi)蓋后的酷睿i9-9900K上的硅脂散熱材料
▉ 芯片發(fā)熱和損耗
芯片的功率損耗，一方面指的是有效輸入功率和輸出功率的差值，稱(chēng)之為耗散功率，這部分損耗會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量釋放，發(fā)熱并不是一個(gè)好東西，會(huì)降低部件和設(shè)備的可靠性，嚴(yán)重會(huì)損壞芯片。
耗散功率，英文為Power Dissipation，某些芯片的SPEC里面會(huì)有這個(gè)參數(shù)，指最大允許耗散功率，耗散功率和熱量是相對(duì)應(yīng)的，可允許耗散功率越大，相應(yīng)的結(jié)溫也會(huì)越大。
另一方面，芯片功耗指的是電器設(shè)備在單位時(shí)間中所消耗的能源的數(shù)量，單位為W，比如空調(diào)2000W等等。
▉ 熱阻和溫升
我們都知道一句話：下雪不冷化雪冷，這是一個(gè)物理過(guò)程，下雪是一個(gè)凝華放熱過(guò)程，化雪是一個(gè)融化吸熱過(guò)程。
芯片的溫升是相對(duì)于環(huán)境溫度（25℃）來(lái)說(shuō)的，所以不得不提熱阻的概念。
熱阻，英文Thermal Resistance，指的是當(dāng)有熱量在物體上傳輸時(shí)，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值，單位是℃/W或者是K/W。
如下圖所示，將一個(gè)芯片焊接在PCB板上，芯片的散熱途徑主要有如下三種，對(duì)應(yīng)三種熱阻。
1、芯片內(nèi)部到外殼和引腳的熱阻——芯片固定的，無(wú)法改變。
展開(kāi) 傳熱學(xué)告訴你，如何快速為手機(jī)降溫
玩游戲時(shí)，手機(jī)CPU、GPU、內(nèi)存等芯片高速運(yùn)轉(zhuǎn)，屏幕、揚(yáng)聲器等器件長(zhǎng)時(shí)間工作，功耗較大，手機(jī)溫度會(huì)隨之上升，有時(shí)會(huì)高達(dá)50度。在空氣中讓50度的手機(jī)降到常溫的時(shí)間，用非穩(wěn)態(tài)傳熱的集總參數(shù)法公式粗略計(jì)算一下：大約40分鐘，同樣再計(jì)算一下50度手機(jī)在水中降到常溫的時(shí)間：不到1.5分鐘。理論有了依據(jù)，接下來(lái)我們用軟件做個(gè)散熱效果的仿真，直觀地看一下溫度分布。
簡(jiǎn)單建了個(gè)手機(jī)模型，用軟件AIFEM仿真模擬了一下。假設(shè)芯片發(fā)熱功率4瓦，在空氣中工作時(shí)，手機(jī)表面最高溫度是42.5度。但是把空氣換成水后，最高溫度就降低到了25.4度。
仿真結(jié)果顯示降溫效果的差別很明顯。然后咱們?cè)儆脤?shí)驗(yàn)真實(shí)地測(cè)一下手機(jī)在不同環(huán)境中的溫降過(guò)程。
實(shí)驗(yàn)工具來(lái)啦，一個(gè)防水手機(jī)、這是常溫水，為了增加對(duì)比參考，我再加一組風(fēng)扇吹手機(jī)的實(shí)驗(yàn)，就是空氣中的強(qiáng)制對(duì)流換熱，看看這樣與在水中降溫的效果還相差多少。手機(jī)打開(kāi)個(gè)跑分的軟件，讓它開(kāi)始高功率運(yùn)行，和打游戲有類(lèi)似的發(fā)熱效果，大約5分鐘后，手機(jī)溫度已達(dá)到了40攝氏度，差不多了，再高怕燒壞，借的手機(jī)，壞了還得賠。
下面進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)。手機(jī)關(guān)機(jī)，不再讓它發(fā)熱，在空氣中自然散熱，咱們每隔30秒測(cè)一次，共測(cè)5次。30、60、90、120、150秒溫度分別是38.4度、37.5度、36.9度、36.4度、35.7度， 畫(huà)一個(gè)溫降曲線。
然后進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)，在吹風(fēng)下強(qiáng)制對(duì)流散熱。首先還是打開(kāi)跑分軟件，讓手機(jī)溫度再次熱到40攝氏度，然后用風(fēng)扇對(duì)著它吹，每隔30秒的溫度分別為37.2度、36.4度、35.3度、34.2度、33.9度，同樣畫(huà)出溫降曲線。
大家通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出空氣中的強(qiáng)制對(duì)流散熱效果明顯好，這就是你的電腦里面加了風(fēng)扇的原因。
接下來(lái)就讓我們進(jìn)行第三組水中的散熱實(shí)驗(yàn)。
展開(kāi) 【3月29日-4月1日 上海】流-熱-固多物理場(chǎng)耦合高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)
實(shí)例模型課程中人手一機(jī)操作指導(dǎo)
實(shí)例1：電路板芯片發(fā)熱的熱應(yīng)力計(jì)算
實(shí)例2：盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程摩擦生熱計(jì)算
實(shí)例3：平板對(duì)焊焊接及殘余應(yīng)力分析
實(shí)例4：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
實(shí)例5：水中移動(dòng)熱源的雙向流熱耦合
例6：傳感器探針的單向流固耦合
實(shí)例7：風(fēng)載荷作用下廣告牌的單向流固耦合計(jì)算
實(shí)例8：結(jié)構(gòu)入水的VOF+FSI耦合計(jì)算
實(shí)例9：風(fēng)機(jī)流固耦合模態(tài)計(jì)算
實(shí)例10：三通管接頭流固熱耦合計(jì)算
實(shí)例11：閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程的雙向流固耦合
實(shí)例12：罐車(chē)制動(dòng)過(guò)程液體沖擊力的流固耦合計(jì)算
給方法解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：
1、有限元分析關(guān)鍵在于結(jié)果的可用性，有豐富的工程案例積累，帶問(wèn)題到現(xiàn)場(chǎng)答疑解惑；
2、通過(guò)12個(gè)模型現(xiàn)場(chǎng)操作訓(xùn)練，解決各類(lèi)工程中遇到的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與沖擊問(wèn)題；
3、多維度、多角度強(qiáng)化認(rèn)知、懂每一步驟的設(shè)置又清楚每一步設(shè)置背后的原理；
4、詳細(xì)講解流-熱-固耦合計(jì)算的原理；詳細(xì)講解軟件每一步設(shè)置的含義和工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。
本質(zhì)問(wèn)題與差異化
1、工程案例積累：專(zhuān)注CAE仿真計(jì)算，有大量的工程案例
2、關(guān)注計(jì)算結(jié)果：把仿真分析結(jié)果運(yùn)用到產(chǎn)品中是核心理念
3、師資與專(zhuān)屬權(quán)：7000多學(xué)員反饋、提煉的精選內(nèi)容與實(shí)例，形成版權(quán)課程體系
4、問(wèn)題響應(yīng)參與：自主師資與合伙人模式，可直接對(duì)接客戶(hù)問(wèn)題，即時(shí)做出響應(yīng)
5、效果保障措施：所有學(xué)員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
主講專(zhuān)家
12年專(zhuān)注CAE技術(shù)工程應(yīng)用方法，為客戶(hù)提供系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量提升和優(yōu)化的技術(shù)方案，具備上百例的工程問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn)，熟悉CAE技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)提供有價(jià)值的CAE技術(shù)服務(wù)。
展開(kāi) 
【11月16-19日 ?西安】流-熱-固多場(chǎng)耦合工程實(shí)例模型計(jì)算原理與數(shù)值模擬方法
流-熱-固多場(chǎng)耦合工程實(shí)例模型計(jì)算原理與數(shù)值模擬方法
14個(gè)實(shí)例模型課程中人手一機(jī)操作指導(dǎo)
案例01：電路板芯片發(fā)熱的熱應(yīng)力計(jì)算
案例02：盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程摩擦生熱計(jì)算
案例03：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
案例04：水中移動(dòng)熱源的雙向流熱耦合
案例05：傳感器探針的單向流固耦合
案例06：風(fēng)載荷作用下廣告牌的單向流固耦合計(jì)算
案例07：結(jié)構(gòu)入水的VOF+FSI耦合計(jì)算
案例08：流體流動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度計(jì)算（風(fēng)載；水流壓力）
案例09：風(fēng)機(jī)流固耦合模態(tài)計(jì)算
案例10：三通管接頭流固熱耦合計(jì)算
案例11：飛機(jī)機(jī)翼顫振的雙向流固耦合計(jì)算
案例12：強(qiáng)迫對(duì)流雙向流-熱耦合散熱計(jì)算
案例13：閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程的雙向流固耦合
案例14：罐車(chē)制動(dòng)過(guò)程液體沖擊力的流固耦合計(jì)算
課程差異化
1、專(zhuān)注CAE仿真計(jì)算，13年大量的工程案例積累
2、6000多學(xué)員反饋、提煉的精選內(nèi)容與實(shí)例，形成的版權(quán)課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項(xiàng)目案例庫(kù)
主講專(zhuān)家
首席專(zhuān)家，力學(xué)博士，17年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長(zhǎng)期從事有限元領(lǐng)域國(guó)家重大項(xiàng)目研究，獲得專(zhuān)利11項(xiàng)，開(kāi)發(fā)軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專(zhuān)業(yè)背景；擅長(zhǎng)靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)時(shí)程分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，熱分析，顯式動(dòng)力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場(chǎng)耦合分析，ANSYS二次開(kāi)發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問(wèn)題。
展開(kāi) 聊一聊電子產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)技術(shù)
時(shí)下先進(jìn)的2.5D/3D IC封裝技術(shù)，包括通過(guò)硅通孔（TSV）、管芯和晶片堆疊、系統(tǒng)封裝SiP等，將成為5G芯片封裝設(shè)計(jì)的主流選擇。短互連路徑由于提高了I/O速度，堆疊芯片之間的TSV可實(shí)現(xiàn)更高的性能。隨著現(xiàn)在芯片的功率提高，尺寸緊湊，分析結(jié)構(gòu)可靠性需要考慮芯片發(fā)熱、封裝發(fā)熱等條件。此類(lèi)分析通常會(huì)使用芯片分析工具Redhawk，電子熱分析工具Icepak進(jìn)行芯片與封裝熱分析，而結(jié)構(gòu)分析工具M(jìn)echanical可使用以上工具的熱分析結(jié)果，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，這些工具組合構(gòu)成了業(yè)界流程最完整、功能最強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)可靠性方案。
市面上同類(lèi)的熱仿真軟件大多有比較明顯的功能缺失，比如不具備電熱耦合能力，或不能處理復(fù)雜曲面, 或網(wǎng)格類(lèi)型和功能單一等。而Ansys Icepak在業(yè)界同類(lèi)軟件中功能覆蓋范圍更廣，它具有完善的電熱結(jié)構(gòu)耦合能力，主流的設(shè)計(jì)文件接口(包括ECAD和MCAD)，貼體化的網(wǎng)格功能，強(qiáng)大的外部網(wǎng)格導(dǎo)入功能，專(zhuān)業(yè)的求解器，豐富的物理模型和湍流模型等等。這些特點(diǎn)，都決定了Icepak能更好地幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的散熱設(shè)計(jì)。
Ansys旗下的芯片、電磁、熱、結(jié)構(gòu)、可靠性分析等眾多工具，可實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)耦合、多學(xué)科融合，構(gòu)成了業(yè)界極其全面的電子產(chǎn)品可靠性解決方案。作為在電熱結(jié)構(gòu)耦合仿真當(dāng)中主推的熱仿真模塊，Icepak功能擁有業(yè)界非常廣泛的覆蓋面，將會(huì)更好地為客戶(hù)的電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)保駕護(hù)航。
典型應(yīng)用：
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展開(kāi) 【3月8-12日 廣州】電機(jī)多物理場(chǎng)分析解決方案工程案例專(zhuān)題
一、給方法解決以下關(guān)鍵問(wèn)題
1、有限元分析關(guān)鍵在于結(jié)果的可用性，有豐富的工程案例積累，帶問(wèn)題到現(xiàn)場(chǎng)答疑解惑
2、針對(duì)機(jī)械、航空、航天、汽車(chē)、船舶、電子以及建筑、土木、水利等行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)、熱、流體、電、磁及聲學(xué)的單一/多場(chǎng)耦合仿真問(wèn)題，給出單向弱耦合及雙向強(qiáng)耦合的適用條件及多種數(shù)值仿真實(shí)現(xiàn)方法
3、通過(guò)23個(gè)以上算例現(xiàn)場(chǎng)操作訓(xùn)練，解決各類(lèi)工程中遇到的不同物理場(chǎng)模擬問(wèn)題
4、多維度、多角度強(qiáng)化認(rèn)知、懂每一步驟的設(shè)置又清楚每一步設(shè)置背后的原理
5、盡快掌握不同行業(yè)的結(jié)構(gòu)、熱、流體、電、磁及聲學(xué)的單一/多場(chǎng)計(jì)算的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法
二、給模型貼近工程實(shí)戰(zhàn)操作
案例01：非線性分析的工程實(shí)例
案例02：工程機(jī)械的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算（完全法和模態(tài)疊加法）
案例03：散熱片的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算
案例04：電路板芯片發(fā)熱的熱應(yīng)力計(jì)算
案例05：盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程摩擦生熱計(jì)算
案例06：高溫體自冷卻散熱分析
案例07：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
案例08：水中移動(dòng)熱源的雙向流熱耦合
案例09：混水器的流體動(dòng)力學(xué)分析
案例10：傳感器探針的單向流固耦合
案例11：變壓器磁熱分析（Mechanical）
案例12：電動(dòng)機(jī)磁熱分析（Mechanical）
案例13：變壓器磁熱分析（fluent）
案例14：電動(dòng)機(jī)磁熱分析（fluent）
案例15：永磁同步電動(dòng)機(jī)
案例16：變壓器電磁結(jié)構(gòu)耦合分析
案例17：電動(dòng)機(jī)電磁結(jié)構(gòu)耦合分析
案例18：電磁接觸器電磁結(jié)構(gòu)耦合分析
案例19：接觸器力與變形解析
案例20：變壓器電磁力及熱對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析
案例21：變壓器熱對(duì)結(jié)構(gòu)影響分析
案例22：變壓器磁熱分析
案例23：永磁同步電動(dòng)機(jī)
三、本質(zhì)問(wèn)題與差異化
1、工程案例積累：專(zhuān)注CAE仿真計(jì)算，有大量的工程案例
展開(kāi) 如何提高電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可靠性？
短互連路徑由于提高了I/O速度，堆疊芯片之間的TSV可實(shí)現(xiàn)更高的性能。隨著芯片的功率提高，尺寸緊湊，分析結(jié)構(gòu)可靠性需要考慮芯片發(fā)熱、封裝發(fā)熱等條件。此類(lèi)分析通常會(huì)使用芯片分析工具Ansys Redhawk，電子熱分析工具Ansys Icepak進(jìn)行芯片與封裝熱分析，而結(jié)構(gòu)分析工具Ansys Mechanical可使用以上工具的熱分析結(jié)果，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，這些工具組合構(gòu)成了業(yè)界流程最完整、功能最強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析方案。
電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)失效性分析需要分析得到產(chǎn)品使用壽命和失效概率分布，最常用的是失效物理（POF）法，而僅憑有限元分析是不夠的，但這恰是Ansys Sherlock所擅長(zhǎng)的。Sherlock具有豐富的器件、材料庫(kù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，而Mechanical具有魯棒性最好的結(jié)構(gòu)有限元求解器，兩者強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合，Sherlock可以利用Mechanical分析得到的有限元數(shù)據(jù)，從自身豐富數(shù)據(jù)庫(kù)中，快速準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單方便得到電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)失效數(shù)據(jù)。
Ansys旗下的芯片、電磁、熱、結(jié)構(gòu)、失效性分析等眾多工具，可實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)耦合、多學(xué)科融合，構(gòu)成了業(yè)界最全面的電子產(chǎn)品可靠性解決方案。此方案兼具精度和效率，可為不同層次和水平的用戶(hù)提供幫助；同時(shí)，Ansys還具有電子產(chǎn)品失效分析咨詢(xún)服務(wù)能力（提供電子產(chǎn)品測(cè)試和失效測(cè)試方案，由原DFR公司提供）。電子行業(yè)企業(yè)使用Ansys電子產(chǎn)品可靠性方案，可以提高電子產(chǎn)品可靠性，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化迭代次數(shù)，從而減少物理樣機(jī)測(cè)試次數(shù)，大大縮短電子產(chǎn)品上市時(shí)間，降低研發(fā)成本，幫助企業(yè)快速占領(lǐng)市場(chǎng)和提高品牌認(rèn)可度。
展開(kāi) 芯片發(fā)熱的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
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