icepak散热器仿真实例-散热器仿真分析

2024-11-16 23:07:57

元件即是小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用；常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，如电容、电晶体、游丝、发条等。主要分为：防毒元件，电子元件，气动元件，霍尔元件等。元件是可反复取出使用的图形、按钮或一段小动画，元件中的小动画可以独立于主动画进行播放，每个元件可由多个独立的元素组合而成。许多商用计算机辅助工程(CAE)软体设计包能够在给定的套用功率电平和给定的电路参数设定条件下建模经过射频/微波电路的热量流动，包括PCB的热导率。

基本介绍中文名：元件主要分类：防毒元件，电子元件材料：Ge、Si、InS 优点：结构牢固主要分类,霍尔,简介,制作材料,优点,液压,分类,用途,气动,分类,套用,缺点,定义,作用, 主要分类防毒元件，电子元件，气动元件，霍尔元件，flash元件，液压元件，电器元件，Ex元件。元件霍尔简介霍尔元件是套用霍尔效应的半导体，一般用于电机中测定转子转速,如录象机的磁鼓,电脑中的散热风扇等；是一种基于霍尔效应的磁感测器,已发展成一个品种多样的磁感测器产品族，并已得到广泛的套用。制作材料霍尔元件可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。优点霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固。体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。液压分类液压元件主要有单向阀、减压阀、溢流阀、压力调节阀、流量调节阀，液压缸液压泵,液压马达阀(压力阀，流量阀，换向阀)液压辅件(滤油装置,密封圈,管接头)另外还有换向阀、电磁阀等。 gps元件 用途液压元件的用途很广泛，液压机生产企业,还有就是冶金钢铁企业用得比较多，是自动化设备的重要组成部分。气动分类气动元件一般分为:气缸、快速接头、气缸限流器、气动延时阀、过滤器、PU软管、微型接头、万用螺纹接头、气动阀门、干燥器、减压安全阀+电磁阀控制+气缸,等等。 气动元件 套用气动元件可用于：食品行业,服装行业,印刷行业,半导体行业,汽车行业.如果你把气动的气源部分（压缩空气，真空，空气过滤单元）；控制部分（各种电磁阀，气动阀，手动阀，速度控制阀，开关阀，溢流阀，减压阀），执行部分（气动吸盘，汽缸，气动手指等等）连在一起看的话，你就会发现电能实现的运动，气动都能实现。缺点不过气动元件的缺点就是定位精度差（运行过程中），噪音大。在FLASH动画制作中，我们经常需要使用元件。定义元件是可反复取出使用的图形、按钮或一段小动画，元件中的小动画可以独立于主动画进行播放，每个元件可由多个独立的元素组合而成。说的直白些，元件就相当于一个可重复使用的模板，使用一个元件就相当于实例化一个元件实体。使用元件的好处是，可重复利用，缩小档案的存储空间。作用 FLASH里面有很多时候需要重复使用素材，这时我们就可以把素材转换成元件，或者干脆新建元件。以方便重复使用或者再次编辑修改。也可以把元件理解为原始的素材，通常存放在元件库中。元件可以进行再次修改，但是在场景里修改元件不会修改元件本身的属性。元件通常有三种形式：按钮元件。它是构成flas *** 的一个片段，能独立于主动画进行播放。影片剪辑可以是主动画的一个组成部分，当播放主动画时，影片剪辑元件也会随之循环播放。在flash影片中的影片片段，有自己的时间轴和属性。具有互动性，是用途最广、功能最多的部分。可以包含互动控制、声音以及其他影片剪辑的实例，也可以将其放置在按钮元件的时间轴中制件动画按钮。按钮元件：用于创建动画的互动控制按钮，以相应滑鼠时间（如单击、释放等）。按钮有up、over、down、hit四个不同的状态的帧，可以分别在按钮的不同状态帧上创建不同的内容，既可以是静止图形，也可以是影片剪辑，而且可以给按钮田间时间的互动动作，使按钮具有互动功能。图形元件：图形元件是可反复使用的图形，它可以是影片剪辑元件或场景的一个组成部分。图形元件是含一帧的静止，是制作动画的基本元素之一，但它不能添加互动行为和声音控制。在flash中图形元件适用于静态图像的重复使用，或者创建与主时间轴相关联的动画。它不能提供实例名称，也不能在动作脚本中被引用。方法1：新建一个空白元件，然后在元件编辑状态下穿件元件的内容。选择选单“插入”—>“新建元件”或者按键盘ctrl+F8也可以新建一个元件。方法2：将场景上的对象转换成元件。选择场景里现有元件，单击滑鼠右键，选择转换为元件。方法3：将动画转换为元件。每个元件都有一个最大的 功率极限 ，不管是有源器件(如 放大器 )，还是无源器件(如电缆或滤波器)。理解功率在这些元件中如何流动有助于在设计电路与系统时处理更高的功率电平。它能处理多大的功率这是对 发射机 中的大多数元件不可避免要问的一个问题，而且通常问的是无源元件，比如滤波器、耦合器和天线。但随着微波真空管(如行波管(TWT))和核心有源器件(如矽横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)电晶体和氮化镓(GaN)场效应电晶体(FET))的功率电平的日益增加，当安装在精心设计的放大器电路中时，它们也将受到连线器等元件甚至印刷电路板(PCB)材料的功率处理能力的限制。了解组成大功率元件或系统的不同部件的限制有助于回答这个长久以来的问题。发射机要求功率在限制范围内。一般来说，这些限制范围由 *** 机构规定，例如美国联邦通信委员会(FCC)制定的通信标准。但在“不受管制”系统中，比如雷达和电子战(EW)平台中，限制主要来自于系统中的电子元件。当电流流过电路时，部分电能将被转换成热能。处理足够大电流的电路将发热——特别是在电阻高的地方，如分立电阻。对电路或系统设定功率极限的基本思路是利用低工作温度防止任何可能损坏电路或系统中元件或材料的温升，例如印刷电路板中使用的介电材料。电流/热量流经电路时发生中断(例如松散的或虚焊连线器)，也可能导致热量的不连续性或热点，进而引起损坏或可靠性问题。温度效应，包括不同材料间热膨胀系数(CTE)的不同，也可能导致高频电路和系统中发生可靠性问题。热量总是从更高温度的区域流向较低温度的区域，这个原则可以用来将大功率电路产生的热量传离发热源，如电晶体或TWT。当然，从热源开始的散热路径应该包括由能够疏通或耗散热量的材料组成的目的地，比如金属接地层或散热器。不管怎样，任何电路或系统的热管理只有在设计周期一开始就考虑才能最佳地实现。一般用热导率来比较用于管理射频/微波电路热量的材料性能，这个指标用每米材料每一度(以开尔文为单位)施加的功率(W/mK)来衡量。也许对任何高频电路来说这些材料最重要的一个因素是PCB叠层，这些叠层一般具有较低的热导率。比如低成本高频电路中经常使用的FR4叠层材料，它们的典型热导率只有0.25W/mK。相反，铜(沉积在FR4上，作为地高平面或电路走线)具有355W/mK的热导率。铜具有很大的热流动容量，而FR4具有几乎可以忽略的热导率。为防止在铜传输线上产生热点，必须为从传输线到地平面、散热器或其它一些高热导率区域提供高热导率路径。更薄的PCB材料允许到地平面的路径更短，因为可以使用电镀过孔(PTH)从电路走线连线到地平面。当然，PCB的功率处理能力是许多因素的函式，包括导体宽度、地平面间距和材料的耗散因数(损耗)。此外，材料的介电常数将确定在给定理想特征阻抗下的电路尺寸，比如50Ω，因此具有更高介电常数值的材料允许电路设计师减小其射频/微波电路的尺寸。也就是说，这些更短的金属走线意味着需要具有更高热导率的PCB介电材料来实现正确的热管理。在给定的套用功率电平下，具有更高热导率的电路材料的温升要比更低热导率材料低。遗憾的是，FR4与许多具有低热导率的其它PCB材料没有什么不同。不过，电路的热处理能力和功率处理能力可以通过规定采用至少与FR4相比具有更高热导率的PCB材料加以改进。例如，虽然还没到铜的热导率水平，但Rogers公司的几种PCB材料可以提供比FR4高得多的热导率。RO4350B材料的热导率是 0.62W/mK，而该公司的RO4360叠层热导率可达0.80W/mK。虽然没有显著的提高，但与FR4叠层相比确实有了两至三倍的热/功率能力提升，可实现射频/微波电路所产生热量的有效耗散。这两种材料特别适合具有内置热源(电晶体)的放大器套用，它们都具有较低的热膨胀系数(CTE)值，因此能最大限度地减少随温度发生的尺寸变化。许多商用计算机辅助工程(CAE)软体设计包能够在给定的套用功率电平和给定的电路参数设定条件下建模经过射频/微波电路的热量流动，包括PCB的热导率。这些软体设计包包含有许多单独的程式，比如Son Sofare公司的电磁仿真(EM)工具、Fluent公司的IcePak软体、ANSYS公司的TAS PCB软体以及Flomerics公司的Flotherm软体。它们还包含许多设计软体工具套件，如安捷伦科技(Agilent)的高级设计系统 (ADS)、Computer Simulation Technology公司(CST)的CST Microwave Studio以及AWR公司的Microwave Office。这些软体工具甚至可以用来研究不同工作环境对射频/微波电路功率处理能力的影响，比如在飞机的低大气压力或高海拔环境下足够高功率电平下可能出现的电弧。这些程式还能通过对能量流经元件(如耦合器或滤波器)时的场分布情况建模，来提升分立射频/微波元件的功率处理能力。当然，PCB材料并不是影响射频/微波电路或系统中热量流动的唯一因素。电缆和连线器对高频系统中功率/热量的限制也是众所周知的。在同轴组件中，连线器通常可以比它所连线的电缆处理更多的热量/功率，而不同连线器具有不同的功率额定值。例如，N型连线器的功率额定值稍高于具有更小尺寸(和更高频率范围)的SMA连线器。电缆和连线器的平均功率和峰值功率都有额定值，峰值功率等于 V2/Z，其中Z是特征阻抗，V是峰值电压。平均功率额定值的简单估算方法是将电缆组件的峰值功率额定值乘以占空比。 Astrolab公司等许多电缆供应商开发了专门的计算程式来计算他们的同轴电缆组件的功率处理能力。而Times Microwave Systems等一些公司则提供免费的可下载计算程式，这些程式可用于预测他们自己的不同类型同轴电缆的功率处理能力。值得注意的是，这是对复杂主题的极其简单化处理。它还没有涉及材料击穿电压、PCB耗散因数(损耗因数)如何影响电路的功率处理能力、对PCB材料热膨胀系数(CTE)性能的影响以及连续波和脉冲能源之间发热效应区别等主题。在元件、电路和系统内，还有许多复杂现象可能影响到功率处理能力，包括具有“打开”和“关闭”状态的开关等可能具有不同射频/微波功率能力的元件。除了软体程式外，可用于热分析的工具还可以提供基于红外(IR)技术的热成像功能，可以用来安全地研究元件、电路和系统中的热量累积。

fluent软件的用途

既然楼主前一段已经翻译好了，那么本人就翻译后一段了：

In this paper, the electronic device technology and forced air-cooled heat radiator of research and development at home and abroad were reviewed, and then set up the radiator of physical and mathematical models. On this basis, the use of software for telecommunications chassis Icepak counter physical modeling, at room temperature environment of the telecommunications cabinet cooling analysis, access to the air in the channel flow and heat transfer in detail, a better understanding of San heat flow and heat transfer characteristics of the performance. Then in the environmental temperature of 40 ° C under the telecommunications cabinet designed to optimize heat dissipation. Study of the forced air-cooled air, cooling the same environment using different heat sink design for cooling performance of the cabinet and put forward the use of entropy production method of a comprehensive analysis of the radiator in order to find the most beneficial to the telecommunications cooling rack options.

上海正先电子科技有限公司的团队实力

FLUENT软件包简介

FLUENT通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。

FLUENT软件具有以下特点：

☆ FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法，而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法；

☆ 定常/非定常流动模拟，而且新增快速非定常模拟功能；

☆ FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题，用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件，余下的网格变化完全由解算器自动生成。网格变形方式有三种：弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。其局部网格重生式是FLUENT所独有的，而且用途广泛，可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题；

☆ FLUENT软件具有强大的网格支持能力，支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。值得强调的是，FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术；

☆ FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法，是商用软件中最多的；

☆ FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型；

☆ 适用于牛顿流体、非牛顿流体；

☆ 含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射；

☆ 化学组份的混合/反应；

☆ 自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型；

☆ 融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型；

☆ 离散相的拉格朗日跟踪计算；

☆ 非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）；

☆ 风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型；

☆ 惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格；

☆ 动静翼相互作用模型化后的接续界面；

☆ 基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型；

☆ 质量、动量、热、化学组份的体积源项；

☆ 丰富的物性参数的数据库；

☆ 磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题；

☆ 连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题；

☆ 高效率的并行计算功能，提供多种自动/手动分区算法；内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有动态负载平衡功能，确保全局高效并行计算；

☆ FLUENT软件提供了友好的用户界面，并为用户提供了二次开发接口（UDF）；

☆ FLUENT软件采用C/C++语言编写，从而大大提高了对计算机内存的利用率。

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FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括：燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。

Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。其各软件模块包括：

GAMBIT——专用的CFD前置处理器，FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力之前处理器，然后由Fluent进行求解。也可以用ICEM CFD进行前处理，由TecPlot进行后处理。

Fluent5.4——基于非结构化网格的通用CFD求解器，针对非结构性网格模型设计，是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流（rotating flow）及震波（shocks）等。在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果，并且对模型的快速建立及 shocks处的格点调适都有相当好的效果。（目前是6.0，含turbo模块）

Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器，为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件，是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件，其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。 FIDAP本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。对问题整个研究的程序，数据输入与输出的协调及应用均极有效率。

Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器，用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件，主要应用于塑料射出成形机，挤型机和吹瓶机的模具设计。

Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件，是一个专业化的前处理器，可建立搅拌槽及混合槽的几何模型，不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。它的图形人机接口和组件数据库，让工程师直接设定或挑选搅拌槽大小、底部形状、折流板之配置，叶轮的型式等等。MixSim随即自动产生3维网络，并启动FLUENT做后续的模拟分析。

Icepak——专用的热控分析CFD软件，专门仿真电子电机系统内部气流，温度分布的CFD分析软件，特别是针对系统的散热问题作仿真分析，藉由模块化的设计快速建立模型。

哪里可以下载Icepak

公司拥有高素质技术团队45人，其中高级工程师3人，中级工程师23人，80%本科学历以上，专业涉及工业造型设计，结构设计、工艺技术，热技术，电子控制，通讯控制，光学控制，软件开发，硬件开发，市政工程实施等。自2003年在上海推出第一款电子站牌开始，核心技术专家通过技术积累自主开发了多款电子站牌产品，为国内做智慧城市的高端客户ODM定制开发了多款电子站牌并已在全国36个城市和地区广泛应用.迄今，不断开发出新一代的电子站牌产品。

公司多名从事广告机行业多年的经验丰富的电子专业工程师，现已针对户外产品特点开发出多媒体播放系统，远程监控系统，恒温控制系统等多项专业系统，并广泛运用于各类应用的户外电子站牌。

系统平台软件

首席架构工程师，在智能交通领域从业20年，精通GIS系统及通讯系统平台，国内智能停车诱导系统开发者，上海第电子站牌系统开发者（03年）。其所花10年研究开发的电子站牌预报站精确算法目前是国内应用广泛，目前已经开发到第四代平台。

工业造型设计

首席设计总监，上海东华大学工业造型设计专业硕士研究生，从事智能化市政设施工业造型设计9年，曾在国内顶级设计顾问公司------杨明杰设计顾问机构担任高级设计师，多次在国内外工业设计比赛中获奖。

结构设计

首席结构设计专家，机械设计专业本科毕业，户外通讯机柜开发16年经验。所带领的整机结构设计团队多位工程师曾为全球通讯设备供应商、华为、中兴等设计过多款户外通迅机柜，具有强大的自主开发及快速定制化能力，可提供敏捷的定制化设计服务。户外整机防护等级满足IP65，更具有专业的散热通道，便捷的维护方式，牢固的防盗结构。整机结构采用国际通用的环保钢材，外观喷涂采用高品质户外粉，耐用度8年以上。

热设计

首席热设计专家，北京航空航天大学制冷及空调专业硕士研究生，研究员级高级工程师。从事空调及制冷控制技术开发15年，曾在中国航空工业公司从事热设计及技术管理工作，主导开发过多种航空高科技散热设备及世界著名品牌如奥迪、大众、奇瑞等汽车空调和发动机冷却系统散热器。主导设计的专利空气-空气热交换器等户外散热产品已广泛的应用到通讯领域的户外机柜上。带领的热设计团队应用ICEPAK13、CFDesign2011等先进热仿真技术可以快速提供满足客户要求的在各种严酷的户外环境中使用的户外LCD热解决方案。

光学技术

公司拥有多名光学专业工程师，曾就职于国内大型液晶电视行业，他们针对户外LCD运用，创新性地结合高清高亮显示屏技术特性及防暴玻璃光学特性，研究开发了各类户外场景应用的解决方案，目前已成功运用在各行业。尤其为了提高户外产品的可视性，研究开发出高透视、低反射、低太阳辐射的防爆玻璃，保证产品阳光下清晰可视的同时，有效节省产品能耗。

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