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加快你的散热器设计使用CFD模拟

关键的外卖

  • 被动散热器性能可以通过修改其几何增强根据特定的应用程序。

  • 散热器CFD模拟开放深入空气动力学,作为工程资源在热管理系统设计。这允许过度设计的散热器在很大程度上是有限的。

  • 使用CFD /有限元耦合模拟,可以参数化的热沉材料和几何特定的热需求。

Extruded-pin印刷电路板上的散热片

在被动冷却,extruded-pin类型散热器是最受欢迎的。

在级联逆变器测试实验,我建造两个逆变器在所有方面都是相同的除了的散热器MOSFET开关。进行实验时,一个开关,失败了,因为错误的散热器的选择。散热器的选择严重影响电力系统的生活。背后有一个很大的数学一个合适的散热器设计。随着现代电子技术使我们的生活方便,其热管理是提高可靠性的认真看待。

越来越多的散热片可以防止热逃亡和过早失败的敏感电路元素。散热片清除设备表面的热通量通过传导、对流、辐射。在大多数的散热器在今天的电子产品,空气作为冷却剂。通过理解的概念空气动力学和热沉的热特性,可以实现高效、快速冷却。

计算流体动力学(CFD)起着至关重要的作用在保持你的电子产品无论运行所产生的热量。散热器CFD模拟是虚拟的第三只眼热工程师。设计师认为流体速度和它的方法使用CFD模拟流相互作用并应用获得的知识转化为散热器工程最佳设计。在本文中,我们将简要地看看基本的被动散热器操作及其设计。我们还将深入的基本面CFD模拟,这是最好的工具来研究散热器的热的观点。

散热器是不可或缺的

为什么电子元件制造商指定数据表的最高工作温度范围?更准确地说,环境和结的结情况下热阻会分别包括热特性的标题下。这是提醒用户需要为这些组件时热管理。精心设计的散热器是有效改善传热的关键部件的环境。散热片增加热设备的质量和面积(s),因此散热过程收集的速度。

这个词我总是将散热器与鳍一块银色的金属。挤压的鳍状飞散热器是现在市场上最受欢迎的。这个被动散热器是如何工作的呢?产生的热组件基质中进行套管和进一步通过散热器鳍片周围的环境。向上的浮力把热空气轻,重力向下拉着密集的清凉的空气,创造自由流动的空气在鳍。这在自然对流,因此空气流动的结果,冷却。没有散热器,设备接点温度超过允许的安全操作限制和破坏过热。

关键是气流控制基于被动散热器的冷却系统。如果你了解空气运动的行为,你一定能想出最好的散热器几何。这是我们想到CFD模拟的时刻。

被动散热器CFD模拟

在CFD,单相流体流动是由navier - stokes方程定义的。我们正在处理自然空气对流热移除,这同样适用于被动散热片。在被动散热片,气流概要文件依赖于位置、形状、大小和表面光洁度的散热器。免费的散热器和周围地区之间的流动面积鳍也会影响自由气流。鳍可以阻止空气流动的方向如果没有正确放置。它总是明智的保持垂直的鳍对齐加强对流流体流动,因为这种取向也降低了热阻。

许多相关因素,就不可能获得一个完整的解决方案的计算流体动力学方程后,传统的分析方法。CFD-enabled仿真软件包的可用性领域的热门研究涉及流体动力学。散热器CFD模拟允许设计者视图气流的变化,以应对几何修改和被测系统的初始条件。

如果你能模型考虑电气的散热器,热,和结构方面,您的设计结果将突出。整个系统联合开云体育刀塔2仿真分析使用electrical-thermal受雇于热管理工程是一个走向令人印象深刻的设计。

在这些模拟,系统建模是利用CFD和有限元分析(FEA)基本面。应用对流流体流动的CFD建模和有限元分析(FEA)在传热建模建立一个精确的散热器模型来研究热性能。这些模型可以准确关联热限制,输出参数以及初始和边界条件的系统仿真结果。CFD /有限元仿真和设计适应来自仿真结果可以直接你的散热器几何最好的就可以。

即插即用和热沉材料

散热器的设计和美学有悉心的紧凑尺寸产品的需求上升。主要的目标是选择材料和低的热阻高导热系数。热沉材料的热性能应加强气流传热特点和动力。CFD /有限元模拟提供你提供改变材料属性和可视化对散热器效率的影响。

表1中很明显,钻石是第一个偏爱热沉材料,但这不是实际可行的。铝和铜是最常用的散热材料。如今,铝鳍片与铜基的结合是常见的。

散热器CFD /有限元分析模拟允许您运行许多迭代一个编辑设计的材料属性。通过这种方式,您可以进行行为研究不同热沉材料不花一分钱在生产成本。CFD /热应力分析有限元仿真软件包也可以预先确定散热器变形的可能性。

材料

导热系数(W /°K /米)

钻石

1000年

410年

385年

211年

47.6

玻璃

1.05

静止空气

0.026

怎么各种材料的热导率。

散热器的视觉呈现变形概率CFD /有限元分析热应力仿真分析

散热器CFD /有限元分析仿真执行验证散热器的设计。

优化散热器几何

如果你被分配电力电子模块的优化散热器(PEM)在电动汽车中,您将如何进行呢?在这里,物质是固定的,你可以修改几何。优化过程可以简化通过开发一个精确的3 d PEM模块的热模型。高度精确的3 d模型没有留下任何漏洞的热解决方案。模拟进行CFD /有限元耦合模型可以帮助你分析空气动力学、热提取,整体温度控制,以及热点检测。任何物理设计修改,电机输入功率变化,立即或边界和初始条件的变化反映在仿真结果。CFD /有限元模拟热管理最佳实践,以确保您提交的任务充满信心。

如果你正在寻找一个真实的散热器、你要将CFD /有限元分析仿真的特点摄氏温度解算器快板PCB设计者节奏到你设计的总体规划。你可以利用CFD在摄氏热求解和有限元分析工具设计几何直到良好的空气动力条件和热耗散率完成。一旦你的散热器几何是CFD / FEA simulation-approved,那么它将被认为是最好的设计。

如果你想了解更多关于节奏是如何对你的解决方案,跟我们和我们的专家团队

关于作者

行业领先的啮合的方法和一个健壮的解算器和后处理功能,节奏忠诚提供了一个全面的计算流体动力学(CFD)工作流应用程序包括推进、空气动力学、流体力学、燃烧。

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