散熱器優化
關注創建者：寶怡 創建時間：2023-09-07
散熱器優化的視頻教程
從零開始學散熱——常見散熱部件介紹：導熱界面材料、散熱器、風扇、熱管、VC
詳細解讀電子產品散熱設計中最常用的散熱器、導熱界面材料、風扇、熱管、VC的關鍵參數，介紹其在熱設計中的作用和選型、優化設計方法。 本視頻參考《從零開始學散熱》第六章~第九章內容。 書籍目錄：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/421412
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基于icepack的電子元器件散熱仿真分析與優化，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。
基于icepack的電子元器件散熱仿真分析與優化，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。19..2以上版本。
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1-63基于matlab的生物地理的優化器（BBO）被用作多層感知器（MLP）的訓練器。粒子群優化（PSO）、蟻群優化（ACO）、遺傳算法（GA）、進化策略（ES）和基于概率的增量學習（PBIL）
基于matlab的生物地理的優化器（BBO）被用作多層感知器（MLP）的訓練器。粒子群優化（PSO）、蟻群優化（ACO）、遺傳算法（GA）、進化策略（ES）和基于概率的增量學習（PBIL）。計算了BBO-MLP、PSO、ACO、ES、GA和PBIL的分類精度并相互比較。輸出每種算法的收斂曲線和分類精度。程序已調通，可直接運行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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散熱器優化的實例教程
優化求解
每次優化迭代求解完成后，icepak會列出該迭代步下的函數及變量對應的值。
由上圖可看出Icepak進行了四次計算，3和4這兩次迭代求解滿足了系統的溫度要求。由于第4次迭代對應的散熱器質量小于第3次迭代對應的散熱器質量，因此icepak給出的最優解為第4次迭代對應的散熱器參數（fin_h為7.3mm，fin_count為13）。
查看此時的溫度云圖，系統最高溫度為69.7℃，滿足低于70℃的要求。
6. 總結
本文通過Ansys Icepak的優化功能對散熱器進行優化設計，使得電子系統的溫度能處于規定的溫度范圍之內，說明電子產品在熱設計過程中，利用Icepak的優化功能可以方便有效地對散熱器的形狀、質量、熱阻等進行優化，以達到設計要求。
展開 散熱器優化不僅可以減輕重量，還可以提高冷卻效率。該優化思路可應用于各種散熱器。
04結論
針對汽車輕量化設計的挑戰，我們研究了滿足散熱器重量和溫度要求的兩種方案。一是引入導熱塑料進行減重，二是進行散熱器設計優化。通過這兩種方案的優化，散熱器重量減少了19%~45%，同時LED結溫可以保持在一個較低的水平。
文章來自中國國際汽車照明論壇論文集
在Amulaire，我們利用Flomerics 公司的Flotherm計算流體動力（CFD）軟件，對不同假設情況下的IGBT進行散熱器優化設計。我們選擇該軟件包的主要原因是它可以自動優化散熱器設計或其他任何方面的熱管理。以成本函數的形式，在關鍵參數變化范圍內，用戶只需定義設計目標。軟件自動生成和運行所需模擬量，以探究最佳成本效益下的整個設計空間。分別運行所有的不同組合，然后Flotherm生成響應界面，顯示設計目標值。
圖3：優化過程中散熱器熱阻值降低
優化散熱器設計
流體分析和散熱器優化，以界定IGBT散熱器風扇組件的限度范圍。電力電子電路采用直接鍵合式銅技術，該技術利用帶有銅制散熱器的電子模塊。將模塊式散熱組件和使用熱油脂接口的散熱器通過螺栓連接在一起。鍛鋁（型號為6061-T6）制散熱器被用來優化啟動點。代表comair rotron模型mt12b3軸流風機的風扇曲線提供了通過導管式散熱器的強迫對流情況。該風扇具有的最大氣流量達0.1415立方米每秒（cmps）(300cfm)，最大靜壓力達206帕斯卡（水下0.811英寸.）。循序優化求解被用來優化翅片數量，翅片厚度和基本軸向厚度。因為仿真中應用到的風扇曲線，流量，流速和壓力降受到這些設計參數的影響。
圖4：優化響應界面，結合設計目標使工程師能夠將完整的互動設計可視化。
從10個翅片開始，一個翅片的厚度為0.4毫米，基本軸向厚度為4毫米，優化過程中允許在正負30%范圍內調整變量。如果優化變量處于范圍內最低或最高點，從以往優化值開始，另外運行十次求解。如果優化值沒有達到最小或最大值，則在正負10%范圍內另外運行十次求解。如果始于同一點進行第二次運行后，優化值不變，則在正負5%范圍內開始運行20次求解。如果優化值還是不變，則認為求解完成。
展開 節選自陳繼良《從零開始學散熱》
特別感謝作者和機械工業出版社授權
散熱器是電子產品熱設計中最常用到的散熱強化部件。其強化原理是增加換熱面積。同熱設計所有部件的設計類似，散熱器的優化設計思路也需要從熱量傳遞的三種基本方式出發。
1、熱傳導——優化散熱器擴散熱阻
當電子元器件上方附加散熱器時，熱量從器件內部傳遞到散熱器上，以及熱量在散熱器內部的傳遞都屬于熱傳導。經典傳熱學中熱傳導可以用傅里葉導熱公式描述：
式中，表示x
方向的傳熱速率，其單位是；T
表示溫度，A
是導熱方向截面積，k
是導熱系數。
從上式可以看出，導熱系數和導熱截面積是熱傳導中影響傳熱效率的兩個關鍵變量。
在常見的金屬中，鋁合金和銅合金的導熱效能和經濟性綜合表現是比較好的。因此常見的散熱器材質主要是鋁合金和銅合金。
表6-1 常見機加工材料在常溫下的導熱系數
提高導熱系數是為了降低擴散熱阻。擴散熱阻尤其在芯片熱流密度較高，或者翅片長厚比較大時表現明顯。但材料的導熱系數提高是有限的，提高散熱器基板厚度、翅片厚度等從導熱截面面積出發的手段，又受到空間的限制。這樣，熱管和均溫板的使用，在某些熱流密度大的場景就非常有優勢。
熱管和均溫板的具體選用和散熱強化原理會在第九章詳細闡述，簡單來講，可以將其視為一種導熱系數極高的傳熱部件。在高熱流密度的場景中，通過在散熱器底部鑲嵌熱管或均溫板，可以有效降低擴散熱阻，優化散熱。
展開 圖2 電子芯片散熱結構的自動化優化設計流程圖
圖3 AIPOD優化流程搭建示意圖，只需要簡單的流程搭建即可開始優化
1.基于參數化建模方法，有助于AIPOD優化方案的實時驗證、評估和方案迭代，保證優化方案的可行性；
2.基于AIPOD的自動化優化流程，可以有效減少用戶手動操作的過程，基于優化算法的自動尋優也有助于發現新的散熱結構設計方法；
3.基于AIPOD中集成的智能優化算法，可以有效幫助電子芯片散熱系統的結構設計，快速得到更好的散熱結構。
應用價值
1.有效提高散熱系統的平均熱流密度，在相同工作環境下，平均熱流密度可以提高5%左右；
2.高效輔助電子芯片散熱器設計，減少迭代設計的時間和人力成本。在硬件條件允許的情況下，可以同時進行多類散熱器的優化設計。
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EDFA的增益依賴于波長，即某些波長被放大比其它波長更多。增益平坦濾波器將所有波長恢復到大約相同強度。OptiSystem擁有增益平坦濾波器優化引擎。
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2. 仿真步驟
下圖所示為光路圖。
WDM發射器、WDM
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分布式制冷壓力傳感器實現能耗最優化路徑
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作品名稱：氣液兩相流仿真技術研究與應用實踐
作者： 葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司 熱設計高級系統工程師
關鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設計優化
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冷凝相變現象。
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時間：11月5日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：
介紹 Ansys Lumerical
本研究梳理了兩相流仿真技術的情況，基于VOF+Lee模型的方法建立了正向設計能力，開展重力熱管、蒸發流道、3D散熱器的仿真實踐，仿真精度達到80%以上，指導了散熱器的設計優化，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展方向，為行業提供了參考。
