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關(guān)鍵詞：ICEPAK;肋片;散熱性能;正交試驗(yàn);高功耗;0 引言現(xiàn)階段，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備廣泛應(yīng)用在軍工、航空及船舶等眾多領(lǐng)域。新一代軍用設(shè)備的設(shè)計(jì)更趨于大功耗、小型化、輕量化。由于軍用設(shè)備復(fù)雜的工作環(huán)境，要求這些電子產(chǎn)品具備大容量的數(shù)據(jù)處理功能及較高的數(shù)據(jù)處理效率[1]。相應(yīng)地，電子產(chǎn)品單位面積上產(chǎn)生的熱量會(huì)急劇增大，導(dǎo)致其長期處于一種惡劣的高溫環(huán)境中。

下面通過ANSYS Icepak熱仿真軟件對(duì)半導(dǎo)體熱端散熱情況進(jìn)行仿真分析。仿真條件設(shè)置：環(huán)境溫度為20℃，冷卻方式為強(qiáng)制對(duì)流，風(fēng)量為抽風(fēng)設(shè)計(jì)且風(fēng)量固定（約170m3/h），熱源功耗為1000W，散熱器材質(zhì)為鋁合金材質(zhì)，散熱器三維尺寸為643mm×190mm×350mm。熱端仿真計(jì)算得到的仿真結(jié)果如圖3—圖5所示。

張上安[8]則利用COMSOL軟件分析了液冷散熱系統(tǒng)中冷卻液流量和冷卻液入口溫度對(duì)電池散熱特性的影響。然而大多數(shù)研究只是針對(duì)其中一種散熱方式，并沒有綜合分析風(fēng)冷散熱和液冷散熱各自的效果和優(yōu)缺點(diǎn)。王屹航等人[9]雖對(duì)這兩種散熱方式的散熱能力做出了評(píng)價(jià)，但只是針對(duì)單體電池，并未考慮整個(gè)電池包的熱特性。

根據(jù)天線艙內(nèi)的空間布局，以及上表中的熱邊界條件，對(duì)冷板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并建立ICEPAK模型如圖1所示。圖1 雷達(dá)陣面熱仿真模型布置圖 2.2 熱仿真結(jié)果分析 對(duì)模型進(jìn)行三維散熱效能仿真建模，其仿真條件：介質(zhì)為65#防凍液，介質(zhì)溫度=35℃，環(huán)境溫度=55℃，總功耗為15KW，系統(tǒng)總流量為2.048m3/h。

圖8流跡線云圖圖9流跡線溫度云圖3.風(fēng)扇流量分析通過讀取風(fēng)扇流量、以及靜壓、換熱量（如表1、圖10）發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇并未在合適的工作點(diǎn)，于是提取了風(fēng)扇安裝位置圖（如圖11），發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇出風(fēng)面離底部只有5.6mm,而風(fēng)扇厚度為25mm，這嚴(yán)重影響了風(fēng)扇的最大出風(fēng)量。

這樣一來，所有的風(fēng)扇屬性都會(huì)集中在該面上：如流量（速度）與增壓之間的關(guān)系、流速與旋轉(zhuǎn)角度等。使用簡(jiǎn)化的風(fēng)扇模型可以極大的減少網(wǎng)格量和計(jì)算量，但也會(huì)帶來相應(yīng)的精度損失。 格柵和風(fēng)扇類似，格柵也可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行多種選擇。如果按照詳細(xì)的計(jì)算方式進(jìn)行仿真，那就必須要按照實(shí)際的幾何尺寸構(gòu)建格柵，并得到對(duì)應(yīng)的流體和固體區(qū)域。

這樣一來，所有的風(fēng)扇屬性都會(huì)集中在該面上：如流量（速度）與增壓之間的關(guān)系、流速與旋轉(zhuǎn)角度等。使用簡(jiǎn)化的風(fēng)扇模型可以極大的減少網(wǎng)格量和計(jì)算量，但也會(huì)帶來相應(yīng)的精度損失。 格柵 和風(fēng)扇類似，格柵也可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行多種選擇。

電子散熱模塊具備物理量的切片、云圖、等值面、流線形式的可視化后處理功能，可統(tǒng)計(jì)所有元件的溫度、傳熱量和流量數(shù)據(jù)；支持所有智能模型的溫度、導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射傳熱量、流量等物理數(shù)據(jù)的讀取，并可導(dǎo)出為Excel 文件。軟件支持主流操作系統(tǒng)，例如Windows7、Windows10系列版本和Linux版本（如麒麟、鯤鵬）等；支持國產(chǎn)硬件系統(tǒng)，適配X86和ARM硬件架構(gòu)。

通過SIwave-DC與Icepak協(xié)同將可準(zhǔn)確模擬這一過程，其中SIwave-DC會(huì)首先計(jì)算電源通道的DC損耗做為Icepak熱仿真的輸入，而Icepak通過熱仿真得到溫度后，可將結(jié)果傳遞給SIwave-DC重新計(jì)算DC損耗，通過多次仿真迭代達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，可得到精確的溫度分布和DC損耗。