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1 引言 隨著電子技術的飛速發展，當今的電子設備如不考慮熱設計，通常會產生過熱現象。強迫空氣冷卻作為比較經濟、方便的冷卻手段在電子設備熱設計中得到了普遍應用。而運用強迫空氣冷卻電子設備的首要任務是選擇合適的風扇來提供足夠的冷卻空氣。

內容簡介 本課程將通過實際案例介紹Ansys Turbosystem產品在電子散熱風扇方面的優化功能。

本碩就讀于電子科技大學電磁場專業。先后就職于長虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達天線設計、電磁場仿真軟件支持、基站PA設計和交換機EMC仿真工作。 點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink

Simetherm是云道智造自主研發的、具有自主知識產權的電子散熱專用軟件，其內置電子產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系統的熱分析模型，并利用成熟穩定的算法計算流動與傳熱問題，實現對電子系統的熱可靠性分析。Simetherm可成熟應用在通訊制造業、電子元件制造業、軍工以及航空航天等工業中。

電子產品熱設計，其目的包括但不限于： 保護內部電子元器件（例如芯片，電容等）；控制產品表面溫度不至于讓消費者有明顯的發燙感受；電池安全問題...

電子散熱模塊的前處理功能具備電子設備的智能原件模型（包括：立方體、斜面、平面流動阻尼、平面（可建孔）、機箱/薄壁機箱、熱源、孔、組合體、平面熱源、圓柱體、電路板、軸流風扇、棱柱、芯片、平面風扇、管道、散熱器、開口流動、離心風扇、流動阻尼、鼓風機、空調、半導體制冷器、平面區域、回風面、監控點、多孔板、出風面、體積區域、雙熱阻封裝模型、熱網絡模型），能夠快速準確地完成各種電子散熱場景的建模。

1 前言 電子器件運作產生的故障、效能優劣與其工作溫度有著密不可分的關系，特別是今日電子產品功率更高，且精致及微小化，造成設計思路的難度與日俱增。

電子設備功率越來越大，尺寸越做越緊湊，如何有效散熱呢？顯卡領域已經給出了答案：加風扇。縱然液冷、相變儲能、微通道冷卻這些高端散熱方式在蓬勃發展，但應用最廣成本最低的方式依然是風扇。電腦機箱、汽車以及游戲手機散熱，都離不開風扇。實際上即便在應用液冷的場合，最終將熱量排放到環境中的，還是風扇。甚至人體的散熱，風扇也是主力。

近些年新能源汽車在中國發展迅速，新能源汽車的電子冷卻風扇是整車熱管理重要組成部分，電子冷卻風扇的設計要滿足電驅系統、電池系統與空調系統的冷卻需求；同時，電子冷卻風扇也會對新能源汽車的NVH性能影響很大.因此，設計出冷卻性能好與低噪音的電子冷卻風扇是至關重要的.CFD仿真分析技術的出現可以縮短產品的開發周期，同時降低開發成本，更可以從機理上研究冷卻風扇的流動細節，目前已經廣泛應用到冷卻風扇的開發中.當前對冷卻風扇的研究主要集中在輪轂比

公司總部位于美國密歇根州，服務于13000多家全球企業，應用行業包括汽車、消費電子、航空航天、能源、機車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。 欲了解更多信息，歡迎訪問： www.altair.com.cn

電機風扇：直流電動機，交流電動機，交流發電機，直流發電機，交流風扇，直流風扇等。電聲器件：揚聲器，傳聲器，受話器，送話器，送受話器組合件，耳筒，拾音器，蜂鳴片，蜂鳴器等。二極管：整流二極管，快恢復二極管，超快恢復二極管，肖特基二極管，開關二極管，穩壓二極管，瞬態抑制二極管，TVS二極管，變容二極管，觸發二極管，發光二極管等三極管：PNP型三極管，NPN型三極管。

電機風扇：直流電動機，交流電動機，交流發電機，直流發電機，交流風扇，直流風扇等。??? 電聲器件：揚聲器，傳聲器，受話器，送話器，送受話器組合件，耳筒，拾音器，蜂鳴片，蜂鳴器等。?????

，模型包含出口導葉流到和轉子流道兩部分組成，模擬風扇在入口速度為13.06m/s的工況下，風扇流場流動分布及風扇效率。

公司總部位于美國密歇根州，服務于13000多家全球企業，應用行業包括汽車、消費電子、航空航天、能源、機車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。 欲了解更多信息，歡迎訪問： www.altair.com.cn

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圖13 電子散熱問題中的塑料件

圖11 無厚度硅膠與空氣熱阻的等效方式 圖12 接觸熱阻的等效方法 塑料零件在電子設備中還可能出現一類塑料零件，比如風扇卡口、塑料螺釘等。對于這一類塑料零件，建議按照不同于金屬件的另外一種思路處理。對于電子散熱仿真，必須按照流固耦合共軛換熱問題進行分析，因此流體區域和絕大多數的固體區域都建議劃分體網格。

風扇在電子設備中廣泛應用，主要用于散熱。為了降低成本，人們不斷縮小風扇直徑和提高轉速，導致噪音水平上升。為了選擇合適的設計，需要精確而經濟的仿真工具。除了在自由空間或風洞試驗條件外，風扇在產品安裝條件下使用，因此需要對聲場進行精確預測。

風扇在電子設備中廣泛應用，主要用于散熱。為了降低成本，人們不斷縮小風扇直徑和提高轉速，導致噪音水平上升。為了選擇合適的設計，需要精確而經濟的仿真工具。除了在自由空間或風洞試驗條件外，風扇在產品安裝條件下使用，因此需要對聲場進行精確預測。

該冷卻系統中主要包含循環水泵、水箱、散熱器、散熱風扇、電子三通閥等部件，系統布置結構如圖1所示。循環水泵驅動冷卻液進入電堆，帶走電堆產生的熱量，而后進入電子三通閥中。電子三通閥位可控部件，可以調節大小循環的冷卻液流量。冷卻液在大循環中通過散熱器交換熱量，散熱器中的散熱風扇可調節轉速從而改變風量。整個系統中包含電子三通閥和散熱風扇兩個可控對象。