ansys散熱器
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys散熱器的實(shí)例教程
由于第4次迭代對應(yīng)的散熱器質(zhì)量小于第3次迭代對應(yīng)的散熱器質(zhì)量，因此icepak給出的最優(yōu)解為第4次迭代對應(yīng)的散熱器參數(shù)（fin_h為7.3mm，fin_count為13）。
查看此時的溫度云圖，系統(tǒng)最高溫度為69.7℃，滿足低于70℃的要求。
6. 總結(jié)
本文通過Ansys Icepak的優(yōu)化功能對散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使得電子系統(tǒng)的溫度能處于規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)，說明電子產(chǎn)品在熱設(shè)計過程中，利用Icepak的優(yōu)化功能可以方便有效地對散熱器的形狀、質(zhì)量、熱阻等進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到設(shè)計要求。
展開 摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運(yùn)行時會產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對其進(jìn)行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計算量和時間增加，一般需要進(jìn)行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計算的結(jié)果和計算時間的長短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
展開 問題的提出
某型500KW室內(nèi)機(jī)柜形式儲能變流器，電能轉(zhuǎn)換部分由4個125kW模塊組成。模塊機(jī)箱的散熱器側(cè)如圖：
發(fā)熱源為3個IGBT模塊，每個發(fā)熱量900W。在Icepak中建立包含各個DIE的詳細(xì)模型：
散熱器原始尺寸：截面寬450，總高92，深度260?？紤]采用2種加工方式：鋁擠型材和鏟齒工藝。
模塊與散熱器的熱傳導(dǎo)考慮2種方式：(1)直接接觸 ，(2)散熱器底板埋入熱管，熱管與模塊間用銅板過渡。
需評估4種散熱方案: (1)鏟齒散熱器+熱管；(2) 鏟齒散熱器 (無熱管)；(3)鋁擠散熱器(無熱管)； (4) 鋁擠散熱器+熱管。
2. 在ANSYS WORKBENCH內(nèi)建立響應(yīng)面優(yōu)化任務(wù)
如上圖，模塊IGBT位置固定，下部銅板尺寸固定，熱管截面尺寸固定。散熱器截面寬和總高固定。機(jī)箱尺寸和風(fēng)扇位置固定。確定以下輸入?yún)?shù)：(1)散熱器Z向起始坐標(biāo): hs_start；(2)熱管Z向起始坐標(biāo): hs_start+5 ；(3)熱管Z向終止坐標(biāo): hs_end-5 ； (4)散熱器Z向終止坐標(biāo): hs_end ； (5)散熱器底板厚度: base； (6)散熱器齒間距：spacing；(7)散熱器齒厚：thick 。
無熱管方案時需在Icepak模型中抑制熱管和銅板，為此建模時緊貼模塊IGBT下部增加一零件：輔助鋁板。X向
厚度為“銅板+熱管”厚度。 Z向起始和終止坐標(biāo)同散熱器。Y向起始坐標(biāo)同散熱器。Y向終止坐標(biāo)為第八個參數(shù): al_end。使輔助鋁板的優(yōu)先級高于散熱器、熱管和銅板。
展開 “Ansys 2025 全球仿真大會”
仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實(shí)踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：氣液兩相流仿真技術(shù)研究與應(yīng)用實(shí)踐
作者： 葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司 熱設(shè)計高級系統(tǒng)工程師
關(guān)鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設(shè)計優(yōu)化
作者說
Ansys Fluent提供多種多相流模型，如VOF模型、混合物模型、歐拉模型等，可用于模擬氣液兩相流蒸發(fā)冷凝相變現(xiàn)象。綜合考慮軟件功能豐富性、模型自定義的可行性、以及學(xué)術(shù)研究中使用的廣泛性，Ansys Fluent很適合作為氣液兩相流仿真的研究工具。
對六種不同蒸發(fā)流道的仿真結(jié)果顯示，優(yōu)化方案對比無流道可提升蒸發(fā)量29%
熱管、VC等兩相散熱部件在各類電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，是解決局部高熱流密度散熱問題的重要方案。兩相部件內(nèi)傳熱傳質(zhì)機(jī)理復(fù)雜，當(dāng)前業(yè)界主要通過打樣實(shí)測的方式研究，缺乏有效的仿真正向設(shè)計方法。本研究梳理了兩相流仿真技術(shù)的情況，基于Ansys Fluent VOF+Lee模型的方法建立了正向設(shè)計能力，開展重力熱管、蒸發(fā)流道、3D散熱器的仿真實(shí)踐，仿真精度達(dá)到80%以上，指導(dǎo)了散熱器的設(shè)計優(yōu)化，具有良好的工程價值。此外，本研究思考并提出未來氣液兩相流仿真的發(fā)展方向，為行業(yè)提供了參考。
展開 
ansys散熱器的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys散熱器的最新內(nèi)容
作品名稱：氣液兩相流仿真技術(shù)研究與應(yīng)用實(shí)踐
作者： 葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司 熱設(shè)計高級系統(tǒng)工程師
關(guān)鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設(shè)計優(yōu)化
作者說
Ansys Fluent提供多種多相流模型，如VOF模型、混合物模型、歐拉模型等，可用于模擬氣液兩相流蒸發(fā)冷凝相變現(xiàn)象。
摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
此文為本人原創(chuàng)，首發(fā)于2017年11月安世亞太公眾號。個人公眾號(贏仿設(shè)計，二維碼在文末)亦有轉(zhuǎn)載。2年前因時間倉促，發(fā)布的是PPT轉(zhuǎn)圖片版。近期本人在技術(shù)鄰發(fā)布的熱設(shè)計文章獲得眾多好評。為感謝各位讀者，特在技術(shù)鄰首發(fā)文字版。
===============分割線，以下是正文================
1. 問題的提出
某型500KW室內(nèi)機(jī)柜形式儲能變流器，電能轉(zhuǎn)換部分由4個125kW
基于Ansys Icepak的散熱器優(yōu)化
1. 簡介
Ansys Icepak是專業(yè)的、面向工程師的電子產(chǎn)品熱分析軟件。借助Icepak的分析，用戶可以減少設(shè)計成本、提高產(chǎn)品的一次成功率，改善電子產(chǎn)品的性能、提高產(chǎn)品可靠性、縮短產(chǎn)品的上市時間。本文通過Icepak建立了一個簡單的電子系統(tǒng)熱仿真模型，通過對散熱器的優(yōu)化，使系統(tǒng)的的最高溫度處于設(shè)計要求范圍內(nèi)（< 70 ℃）。
