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導(dǎo)讀 我們團(tuán)隊(duì)的勞模—汪工，又創(chuàng)作了新的案例，在汪工的基礎(chǔ)上，我增添了一些文字內(nèi)容。本文由淺入深介紹了電子產(chǎn)品散熱仿真，結(jié)合文中案例，相信你能很快get如何利用Altair Simlab+Acusolve完成一個(gè)散熱仿真。

4 熱仿真設(shè)計(jì)案例 本文以一臺(tái)一體機(jī)(All-in-one)進(jìn)行流程說明。此一體機(jī)的ID設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)Placement、散熱方案及材料選擇等，皆通過仿真給予一可靠的數(shù)據(jù)來進(jìn)行。

“電子散熱模塊”是針對電子元器件、設(shè)備等散熱的專用熱仿真模塊，內(nèi)置電子產(chǎn)品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產(chǎn)品的熱分析模型，并利用成熟穩(wěn)定的算法計(jì)算流動(dòng)與傳熱問題，對電子產(chǎn)品進(jìn)行高效的熱可靠性分析。可廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、電子產(chǎn)品、半導(dǎo)體產(chǎn)品與設(shè)備、汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。

在進(jìn)行CFD分析時(shí)，模型處理的時(shí)間是一個(gè)難題，但是前處理器的仿真建模和scSTREAM求解器的速度使他感到驚訝。”“我們能夠在破紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建復(fù)雜系統(tǒng)的精確熱模型。我們已經(jīng)使用并評(píng)估了幾種競爭產(chǎn)品，其中之一是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)loTHERM?。

圖10 溫度分布云圖圖11 多截面場變量分布云圖圖12 速度流線圖13 機(jī)箱內(nèi)局部速度矢量 圖14 元件表面換熱系數(shù) 圖15 結(jié)果自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與導(dǎo)出三、電子散熱仿真的應(yīng)用近年來，數(shù)值仿真技術(shù)結(jié)合電子產(chǎn)品行業(yè)熱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對產(chǎn)品中的各元件進(jìn)行參數(shù)化、模塊化建模，進(jìn)行快速高效的熱分析，已產(chǎn)生大規(guī)模應(yīng)用于電子消費(fèi)品、機(jī)房等場景的熱仿真分析軟件

因此，熱設(shè)計(jì)是戶外通信機(jī)柜設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。數(shù)值仿真技術(shù)為復(fù)雜電子設(shè)備的散熱性能評(píng)估提供了全新的手段，可有效加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程、降低成本。本案例使用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子散熱軟件Simetherm對某戶外通信機(jī)柜進(jìn)行熱仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 案例背景電子機(jī)箱是承載電子設(shè)備的箱體，比如電腦主機(jī)。機(jī)箱內(nèi)電子元件工作會(huì)發(fā)熱，為了讓熱量及時(shí)排出，常用風(fēng)扇強(qiáng)迫外界空氣流經(jīng)機(jī)箱，進(jìn)行散熱。本仿真目的是計(jì)算電子元件發(fā)熱功率及進(jìn)風(fēng)量一定時(shí)，機(jī)箱內(nèi)的溫度分布情況，進(jìn)而輔助機(jī)箱的熱設(shè)計(jì)。

除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的理論、軟件操作，更需要形成一定的熱設(shè)計(jì)研發(fā)體系，讓熱設(shè)計(jì)工程師持續(xù)進(jìn)步。工程實(shí)例。散熱仿真還包括一系列細(xì)節(jié)的考慮，這就要結(jié)合實(shí)際的工程案例。例如，一些特殊使用環(huán)境，如機(jī)箱緊湊、環(huán)境溫度較高等，會(huì)對設(shè)備的散熱能力產(chǎn)生較大的影響。因此，我們需要對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，比如增加散熱片的面積，安裝散熱硅脂等。

Part4汽車電子熱設(shè)計(jì)仿真案例安世亞太資深流體技術(shù)專家俞斌根和大家分享了汽車電子熱設(shè)計(jì)仿真案例，包含被動(dòng)散熱熱設(shè)計(jì)案例和主動(dòng)散熱熱設(shè)計(jì)案例兩個(gè)部分。被動(dòng)散熱熱設(shè)計(jì)案例的基本條件是：環(huán)境影響因素相對較小；功耗低、熱源分散；安裝條件、設(shè)備外形尺寸限制少，理論散熱表面足夠大。

摘要：采用風(fēng)冷環(huán)控方式的中小型電子設(shè)備，強(qiáng)迫風(fēng)冷是最常見的形式。本文以傳統(tǒng)強(qiáng)迫風(fēng)冷機(jī)箱為例，從對模型的處理、邊界條件的設(shè)定到模擬計(jì)算的后處理，進(jìn)行整個(gè)計(jì)算的全流程示例，讓讀者對整個(gè)機(jī)箱計(jì)算的方式實(shí)現(xiàn)整體的了解。1.三維模型的導(dǎo)入熱設(shè)計(jì)的模型設(shè)計(jì)輸入一般的來源于結(jié)構(gòu)工程師，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型以及邊界條件，開展熱仿真計(jì)算。

通過電磁仿真軟件對機(jī)箱的屏蔽效能進(jìn)行評(píng)估，相對于實(shí)物測試而言，既可以降低機(jī)箱類產(chǎn)品的測試成本，又可以縮短反復(fù)驗(yàn)證帶來的開發(fā)周期。本案例基于ANSYS HFSS對帶有縫隙的機(jī)箱屏蔽效能進(jìn)行仿真分析，并將針對機(jī)箱縫隙介紹三種不同的建模方式：實(shí)物建模、理想電邊界+理想磁邊界等效建模、阻抗邊界條件等效建模。

例如，?通過研究散熱片的參數(shù)（?如翅片個(gè)數(shù)和高度）?對CPU和變壓器溫度的影響，?可以優(yōu)化電子機(jī)箱的風(fēng)冷和自然冷卻設(shè)計(jì)1。?此外，?對于PCB板的設(shè)計(jì)，?通過仿真分析銅層厚度對溫度的影響，?可以優(yōu)化PCB板的熱管理，?提高電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。?汽車制造：?在汽車制造領(lǐng)域，?熱仿真用于評(píng)估引擎在高溫條件下的工作表現(xiàn)，?確保引擎的穩(wěn)定性和耐久性。?

由于輻射熱傳遞是基于這種溫差的，當(dāng)組件與其周圍環(huán)境之間的差值變得足夠高，輻射散熱就變得足夠重要了，此時(shí)設(shè)備很可能已經(jīng)超過了其最高結(jié)溫。但在室溫下，輻射換熱還不到空氣中對流換熱所能傳遞熱量的10%。其次，覆蓋設(shè)備或機(jī)箱的表面特性是另一個(gè)重要變量。電子產(chǎn)品中使用的材料通常對輻射是不透明的。但在用于電子器件的溫度范圍內(nèi)，表面的顏色不會(huì)影響輻射發(fā)射率。最后是視圖因子。

本案例針對電子機(jī)箱強(qiáng)迫風(fēng)冷的熱仿真分析，該模型前側(cè)布有兩個(gè)進(jìn)口，后側(cè)為出口，機(jī)箱內(nèi)布置有PCB板，板卡上有散熱器和各類芯片。

伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC，以下簡稱EC）是基于通用多物理場仿真PaaS平臺(tái)伏圖（Simdroid）開發(fā)的針對電子元器件、設(shè)備等散熱的專用熱仿真模塊，內(nèi)置電子產(chǎn)品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產(chǎn)品的熱分析模型，并利用成熟穩(wěn)定的算法計(jì)算流動(dòng)與傳熱問題，對電子產(chǎn)品進(jìn)行高效的熱可靠性分析；可廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、電力電子、半導(dǎo)體產(chǎn)品與設(shè)備、汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域

云道智造“電子散熱模塊”“電子散熱模塊”是針對電子元器件、設(shè)備等散熱的專用 熱仿真模塊，內(nèi)置電子產(chǎn)品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產(chǎn)品的 熱分析模型，并利用成熟穩(wěn)定的算法計(jì)算流動(dòng)與傳熱問題，對電子產(chǎn)品進(jìn)行高效的熱可靠性分析。可廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、電子產(chǎn)品、半導(dǎo)體產(chǎn)品與設(shè)備、汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。

，將電熱協(xié)同仿真、電子散熱和熱應(yīng)力分析融合在一起。

下面就來介紹一下如何使用云道智造“電子散熱模塊”進(jìn)行“基于雙熱阻模型的芯片封裝中簡單強(qiáng)制對流換熱”仿真分析。“芯片雙熱阻封裝的簡單強(qiáng)制對流換熱問題”仿真分析1、模擬條件本算例中建立了包括 1 個(gè)機(jī)箱、1 個(gè) PCB 板、1 個(gè)雙熱阻封裝、1 個(gè)軸流風(fēng)扇、1 個(gè)散熱器的簡單強(qiáng)迫對流換熱模型，目的在于雙熱阻封裝模塊的應(yīng)用，便于熟悉雙熱阻封裝模塊的設(shè)置。穩(wěn)態(tài)計(jì)算，不考慮輻射。

AcuSolve：FEM 算法，通用熱-流體分析 ultraFluidX：LBM 算法，虛擬風(fēng)洞、車輛空氣動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)噪聲 nanoFluidX： SPH 算法，傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑、液體晃動(dòng)、車輛涉水、水管理 EletroFlo：FVM 算法，PCB 板級(jí)，電子設(shè)備機(jī)箱散熱仿真 Flow Simulator：一維流動(dòng)和熱網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)級(jí) CFD 仿真