均匀热源条件下类叶状微通道矩形热沉的构形设计

针对均匀背景热流条件下的散热问题,构建了类叶状微通道矩形热沉模型,基于构形理论,在给定热沉体积与液冷通道总体积的约束条件下,以热沉最高温度和压降最小化为 目标,以微通道单元数、主通道与分支通道的夹角、主通道与分支通道的管径比为设计变量进行了优化设计.结果表明:通过增加微通道单元数、减小主通道与分支通道的夹角、采用较小的主通道与分支通道之管径比,可以降低热沉的最高温度,但是会增大压降损失.     

多孔侧肋双层微通道热沉构形优化

建立了多孔侧肋双层微通道复合热沉模型,选取最大热阻最小化为优化目标、热沉单元端面纵横比为优化变量,在热沉总体积和流体区域体积占比给定的条件下,对复合热沉进行了构形优化,并分析了冷却剂入口速度、多孔材料孔隙率、上下通道高度比、流体区域体积占比、肋厚比等参数对热沉最优构形的影响.结果表明:给定初始条件,优化热沉单元端面纵横比,可使最大热阻减小21.19％;在热沉单元端面纵横比较小时,减小孔隙率有利于降低最大热阻,而在热沉单元端面纵横比较大时,存在最优的孔隙率使得最大热阻最小;上下通道高度比和肋厚比的改变均未影响热沉最优构形.     

基于热-流-力耦合计算的多芯片组件布局构形优化

基于构形理论和多物理场耦合数值计算方法,建立了自然对流条件下均匀产热的多芯片组件模型,给定印刷电路板面积和芯片总占地面积为约束条件,分别以最高温度、最大应力和最大形变为优化目标,以芯片个数及芯片长宽比为设计变量,研究了芯片布局演化对系统性能的影响.结果 表明:不同优化目标下,最优构形均为芯片长宽比为2.1的8芯片布局方式,多芯片组件的最高温度、最大应力和最大形变分别最多可降低16.5％,28.3％和26.9％.对芯片个数和芯片长宽比双自由度的优化效果要明显优于仅对芯片长宽比的单自由度优化.     

基于高程测量误差的分布式卫星SAR编队构形设计

卫星编队构形是影响分布式卫星SAR系统性能的重要因素之一。该文主要研究满足绕飞轨道条件下的分布式卫星SAR编队构形设计问题,提出了基于高程测量误差最小的分布式卫星SAR编队构形设计方法。文中给出了分布式卫星SAR多组高程测量数据融合后的像素单元高程测量误差表示,并提出了给定观测区域的高程测量误差表达式。在此基础上,以观测区域的高程测量误差为优化目标,采用遗传算法对分布式卫星初始编队构形进行优化设计。仿真试验验证表明,通过该方法得到的初始卫星编队构形能够较好的降低给定观测区域内的分布式卫星SAR高程测量误差。     

3D堆叠芯片硅通孔的电-热-力耦合构形设计

建立了3D堆叠芯片硅通孔(TSV)单元体模型,在单元体总体积和TSV体积占比给定时,考虑电-热-力耦合效应,以最高温度、(火积)耗散率、最大应力和最大形变为性能指标,对TSV横截面长宽比和单元体横截面长宽比进行双自由度构形设计优化.结果表明,存在最佳的TSV横截面长宽比使得单元体的最高温度、(火积)耗散率和最大应力取得极小值,但对应不同优化目标的最优构形各有不同,且TSV两端电压和芯片发热功率越大,其横截面长宽比对各性能指标的影响越大.铜、铝、钨3种材料中,钨填充TSV的热学和力学性能最优,但其电阻率较大.铜填充时,4个指标中最大应力最敏感,优先考虑最大应力最小化设计需求以确定TSV几何参数,可以较好兼顾其他性能指标.     

雷达发射机的冷却及热设计优化分析

雷达发射机是雷达运行过程中的关键设备之一,因为雷达发射机的发热功率极高,因此对散热系统散热能力的要求同样极高.本文通过对雷达发射机冷却方法选择的分析,探讨雷达发射机的冷却方法的具体优化方案.希望可以为确定雷达发射机冷却方案提供可靠的优化建议.     

雷达发射机的冷却及热设计优化分析

在雷达中发射机是关键设备之一,由于具备极高的功率密度,因此便要求具备优良的散热效果。文章在分析雷达发射机冷却方法的选择的基础上,进一步对雷达发射热设计的优化策略进行了探究,希望以此为雷达发射机设计的优化提供具有价值的参考凭据。     

六通道光子晶体波分复用器的研究与设计

基于光子晶体谐振腔的耦合原理,采用环形腔与微腔结构结合的形式,设计了一种六通道波分复用器.利用平面波展开法研究了晶格常数为0.55 μm时光子晶体禁带范围随介质柱半径的变化关系,并得到其能带结构.采用时域有限差分法分析了谐振腔结构对波长的影响,得到了该谐振腔结构的传输特性曲线及电场分布,并实现了波长为1.3298,1....     

用于改善多指SiGeHBT热特性的变指间距设计方法研究

通过引入表示发射指之间热耦合程度的耦合热阻,建立了多指异质结双极晶体管(HBT)热阻模型.基于该模型,得 到了耦合热阻与指间距的变化关系,并用于器件指间距的设计.当耦合热阻均匀分布时,所对应的一套非等值的指间距值便 是器件温度均匀分布所要求的指间距值.用该方法得到热阻分布与热模拟得到的温度分布相吻合.但这种方法不必通过...     

基于流固物理场的电机逆变器功率模块散热结构优化设计

散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分析了功率模块内部温度场及湍流流线的分布情况。在此基础上,进一步分析了导热胶脂参数、环境温度、风扇面积及格栅面积对功率模块温升的影响,得到一种优化后的功率模块流固物理场结构模型。结果表明,考虑空气流场的流固物理场模型能分析电机逆变器功率模块内部的温度,也可确定影响其温升的关键性因素。经优化后,在环境温度为20℃和125℃下,该模型能分别有效降低电机逆变器功率模块23.1%和10.01%的温度。该研究为电机逆变器功率模块的封装热设计提供了参考,同时为功率模块结温的在线估算提供了依据。     

自然空气冷却情况下功率器件散热器的优化设计

介绍了功率器件散热器的散热原理，提出散热器的优化问题。叙述了功率器件在自然空气冷却状态下如何初选散热器，并采用散热器优化软件对散热器进行优化设计。讨论了散热器的理论优化和工程优化的不同，在工程实际情况下功率器件如何与散热器达到最优匹配；还分析了不同工作状态下界面热阻、功耗和热辐射等因素对散热效果的影响。     

一种用于功率模块热分布特性研究的精确模型

应用有限元法 ,对一个 IGBT功率模块的三维热分布进行了仿真研究 ,提出了通过 ANSYS仿真建立热模型的基本方法 ,进而探讨了功率模块上各芯片之间的热耦合关系 ,提出了考虑热耦合效应在内的功率模块热模型的统一结构 ,基于对瞬态热阻抗曲线的拟合 ,获得了热模型的相关参数 ,从而建立了热耦合模型 .该模型可方便地应用于电路仿真软件如 PSPICE中 ,仿真结果与有限元计算结果一致 ,并与实际测量值相符 .     

某舰载密闭电源机柜的热设计及实现

针对某密闭电源机柜的热设计要求,采用局部水风换热器循环风冷和冷板表面器件散热相结合的设计思路,以UG三维软件进行整体结构布局设计,再利用UG高级热流仿真模块进行热散耗功率仿真,从而较好地解决了电源机柜的变压器和隔离栅双极晶体管(IGBT)等重要器件的散热问题。整个方案具有设计合理、紧凑、可靠性高等特点。最后通过试验,验证了整个机柜热设计的合理性。     

一种机载电子设备的热设计仿真与试验研究

介绍一种机载电子设备机箱的热设计,使用IcePak软件对机箱内部空气流动情况进行仿真分析。分析结果表明:当风扇与模块之间的间距达到40 mm以上时,机箱内的流场分布趋于均匀。试验测试验证了仿真结果的正确性,该结论可以作为类似的电子设备机箱热设计的参考。     

功率器件的散热设计方法

在模拟电路设计过程中难免会使用功率器件,如何处理和解决这些功率器件散热问题对于电路设计师来说非常重要,因为这些功率器件的工作温度将直接影响到整个电路的工作稳定性和安全性,文中首先介绍了功率器件的热性能指标,并根据作者的实际工作经验,介绍了功率器件的散热设计方法.     

PCB板级电路中高效散热结构的优化设计

印制电路板(PCB)厚度方向的导热系数比平面方向的导热系数小得多,为了改善板厚度方向的导热性能,提出了一种改进的自然对流冷却散热方式。首先,通过在PCB板中设计热过孔并在其背面安装散热器,应用热分析软件Icepak对散热模型进行仿真,优化设计散热器翅片的厚度和数目对功率器件温度分布的影响;然后,根据优化后的结果,选定最佳修正尺寸,制作测试结构;最后,采用热电偶法对其进行实验测试,结果表明此散热结构可有效降低器件的温度。