某控制器液冷板仿真优化设计与评估

某发动机控制器中驱动板采用液冷散热技术,为此开展了液冷板的散热性能仿真优化设计与力学性能评估。首先基于液冷板外形结构提出一种S形流道结构设计方案,接着仿真验证了液冷板的散热性能,并基于仿真结果优化了流道结构。优化结果表明,液冷板上最大温差由10.41 ℃降为4.82 ℃,满足温差不大于5 ℃的设计要求,散热性能改善117%。进一步评估流体入口压力10 MPa工况下的液冷板力学性能,流–固耦合仿真得到的最大等效应力为71.59 MPa,远低于液冷板铝合金材料屈服强度255 MPa,力学结构可靠。     

刀片服务器液冷系统的设计和探究

文中介绍了一种刀片服务器的液冷散热系统,对系统各部分的流量及管径进行了设计,同时通过仿真分析和实验测试来验证其散热性能。结果表明,液冷方案相比风冷方案能够将刀片内中央处理器（Central Processing Unit, CPU）支持的功率从165 W 提升到300 W,采用铲齿冷板和水工质并将流量控制在1.5 L/min 以下能够提高液冷系统的散热性能。最后对比分析了液冷和风冷系统的成本,液冷系统成本回收时间约为2.5年,长期运行具有良好的经济性。     

均温板复合微通道液冷板的设计与性能研究

为解决高功耗和高热流密度芯片的散热问题,设计了一款新组合形态的液冷板——均温板(Vapor Chamber,VC)复合微通道液冷板。首先介绍了均温板复合微通道液冷板的设计方法,接着开展了仿真评估,最后进行了测试及回归分析。测试结果表明：VC复合微通道冷板能解决单芯片功耗650 W、热流密度100 W/cm²的散热问题,此时VC复合微通道液冷板底面温度为63.3^?C,热阻只有2.815E-2^?C/W。同时,在一定范围内,随着热源功耗的增加,液冷板热阻减小,散热效果提升。     

某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计

文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明：微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。     

基于模块化设计的液冷源系统

研究了液冷源系统的模块化设计方法,给出了液冷源系统一级模块和二级模块的设计思路。其中,一级模块为单个液冷源设备,通过分流系统串并联来构成不同散热能力的大型液冷源系统;二级模块为供液、散热及电气控制模块。通过一二级模块的不同组合与搭配就可实现用户所要求的不同功能,从而达到降低成本,缩短制造周期,提高可靠性的目的。     

基于仿真的多分支液冷管路网络流量分配研究

对于大型电子设备的液冷散热系统,为实现冷却介质的传输,需敷设复杂的液冷管路网络,如何合理实现各管路的流量分配,直接关系到设备的安全可靠性及经济性。针对多分支复杂液冷管路网络的流量分配问题,提出一种理论计算与仿真分析相结合的设计方法。以某等分流量液冷管路网络为例,经过理论计算、仿真分析、流阻优化和试验测试,设计的流量分配的准确度高于94%,对工程应用中类似系统的流量分配设计具有一定的借鉴意义。     

一款液冷机箱的散热结构设计与分析应用

针对高温、高湿、高盐雾的海洋恶劣环境及发热量较大等工作情况，详细介绍了一款强迫液冷散热方式机箱。首先介绍了液冷机箱总体设计，然后分别阐述了模块整体结构设计、子卡冷板结构设计、子卡均温板结构设计，再对机箱箱体散热设计进行了研究，最后对液冷机箱进行了热仿真分析，对强迫液冷散热方式机箱的设计具有良好的借鉴意义。     

基于ICEPAK的液冷冷板散热的性能分析

针对液冷冷板解决电子设备散热问题,在流道区域受限制的情况下,选用3种新型流道形状。利用ICEPAK仿真软件对其进行热仿真分析,探究其散热性能。在限定散热区域内,保持3种流道截面积相等,进口流量相等,从而控制流速相等。均布流道,通过改变流道数目,得到每种形状流道关于温度-流道数目的曲线,对比分析3种不同形状流道的散热性能。同时,对这3种方案进行了试验验证,确保仿真结果与实测数据的一致性。结果表明:双层流道形状方案的散热性能良好,能较好地满足设计要求。     

综合液冷盲插系统设计及验证

文中介绍了某综合液冷盲插系统的结构设计方案以及电液一体化盲插设计,同程管网设计,轻量化、模块化设计等关键技术。为了满足恶劣机载条件下的散热性能和力学性能,对该系统的流量分配和振动冲击性能进行了仿真分析和计算。最后对综合液冷系统进行了流阻测试和振动测试,验证了仿真分析的合理性和产品的可靠性。文中的设计思路和方法可供同类产品设计参考和借鉴。     

基于6SigmaET 的液冷设备热分析及优化

阐述了液冷设备的基本原理以及热量传递的3种基本形式.针对某型液冷设备,详细介绍了利用专业热仿真软件6 SigmaET进行热分析的过程,并根据仿真结果提出了改进流道和增大流量的优化措施.计算表明,优化措施能够有效提升液冷设备散热性能.文中利用6SigmaET进行热设计有效提高了设计效率和质量,对类似液冷设备的热设计具有参考意义.     

某新型液冷机箱热设计的数值研究

针对目前机箱整体散热性能较差的问题,根据机箱内部安装插件热耗的不同,采用新型并联S型流道液冷散热模式。通过在冷板合适位置布置散热翅片,优化了流道的结构形式,成功设计了一款新型液冷机箱。利用数值模拟与试验相结合的方法对机箱散热性能进行分析,结果表明,新型并联S型流道设计改善了流道流场,提高了上、下冷板的传热系数,使机箱的整体散热能力得到了有效增强。同时,该机箱将三维立体流道降为二维平面流道,成型简单可靠,从而使机箱具有更高的环境适应性。通过热设计分析可知,该液冷机箱可容纳多个高热流密度的插件,具有一定的工程应用价值。     

基于仿生学的微通道耦合射流系统设计与研究

随着芯片热流密度的不断增长,散热问题日益严峻。文中以叶片脉络、斐波那契数列螺旋和雪花晶体结构为基础设计了3种由中心向四周拓扑的微通道耦合射流模型。通过仿真计算,分析了这3种仿生模型和典型肋柱模型的温度分布,并分析了这4种模型在不同雷诺数下的平均努塞尔数、在不同热流密度下的芯片温升和在不同泵功率下的综合性能。结果表明：3种仿生模型的散热性能都优于典型肋柱模型;在流量一致的情况下,斐波那契螺旋模型的换热性能最佳;在泵功率一致的情况下,分形脉络模型的综合性能最优。最后,设计了一种贯通式液冷VPX模块,并将微通道耦合射流系统应用其中。通过试验验证了仿真计算结果与试验结果的一致性,也进一步论证了仿生微通道耦合射流系统强大的散热性能。     

一种低流量强化换热液冷冷板的研究

随着芯片集成度和热流密度的不断提高,常规的深孔钻液冷冷板难以满足高热流密度芯片的散热需求.文中基于微通道散热原理,采用往返式流道,设计出了一种低流量强化换热冷板,仿真和实验结果表明:低流量强化换热冷板仅需深孔钻冷板的1/3流量即可实现与深孔钻冷板相当的散热性能;当两者流量相同时,低流量强化换热冷板的散热能力明显优于深孔钻冷板,可用于400 W/cm2高热流密度芯片的散热.     

风冷散热器的减重设计方法对比研究

以某型机载雷达电子设备机箱为研究对象,应用ICEPAK 热仿真软件,对散热器的2 种减重设计方法(增大翅片间距和减小翅片高度) 进行了对比分析。结果表明:在散热器减重相同的情况下,采取增大翅片间距的方法更有利于控制发热元件的温升;风冷系统中并联的2 个散热器存在依附关系,任何一个散热器的结构尺寸变化,都会影响另一个散热器的散热性能。     

泵驱两相流冷却系统充注量影响研究

合理的充注量是泵驱两相冷却系统正常运行的重要条件。文中搭建了泵驱两相流冷却系统并开展了充注量试验研究。试验结果表明,系统允许的最大充注量受系统热负荷的影响,系统内需保有不小于系统热负荷产生的蒸气体积的气相空间。当热负荷增加时,最大允许充注量将相应减少,减小的体积为新增热负荷对应的蒸气体积的大小。当系统充注量超过允许值时,系统工作点将发生偏离,出现传热恶化、压力跃升等现象。     

基于Icepak 的驱动控制器散热设计

文中对某驱动控制器做了详细的散热设计。首先进行水冷板和流道初步设计,然后通过热仿真结果优化散热设计。同时对比了仿真和理论计算得到的IGBT 结温,两种计算方法的误差小于2%。热仿真和理论计算结果均表明散热设计可以满足控制器在额定功率和峰值功率(60 s) 两种工况下的要求。文中的计算和仿真结果可为驱动控制器产品的热设计和可靠性评估提供计算方法和参考数据。     

大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究

为了研究大功率潜水电机的温度分布规律,以580 kW潜水电机为例进行分析。依据工作条件建立温度场计算模型,实现流固耦合自动传热并可模拟内外冷却介质的流动;以定转子铁耗定值、油摩损耗和铜耗变量作为热源施加方式,基于冷却系统参数影响关系得到温度场与流场间双向耦合关系,由此提出一种冷却系统分析方法;采用该方法研究冷却系统结构参数影响规律,并对比不同叶轮工作特性下冷却系统计算结果以得到最优叶轮参数。室内空载试验和海边负载试验结果表明：铁耗和温度的试验值与仿真值间相对误差在5%以内,所设计冷却系统在不同负载下可稳定运行。     

某机载液冷综合机架的结构设计

针对某机载电子设备的小型化、轻量化和高热耗的特点,从内部模块的布局、结构功能一体化、电气及水路互联的盲配设计、散热结构及流道设计、电磁兼容设计等方面介绍了液冷综合机架的结构设计过程。对综合机架实体模型进行了力学仿真和热仿真分析,并对实物样机进行了试验验证。结果表明,液冷机架的设计满足使用要求,对以后的工程应用具有较大的借鉴意义。     

密闭机箱风冷散热结构设计与分析

文中以在严酷环境条件下使用的某型便携式电子设备为研究对象,结合传统机箱结构,设计出一款在高温环境下强迫风冷散热的密闭机箱。通过中空盖板设计,让气流在中空盖板内流动,以提高发热芯片与空气的换热速度,有效地降低整机设备及内部模块的温度,保证设备在湿热、盐雾、淋雨、高温等恶劣环境下能长时间正常工作。为了验证该强迫空冷散热设计的可实施性和量化设计指标,利用ANSYS Fluent软件对其结构装置在不同环境温度和风扇功率下的散热效果进行了三维仿真。仿真结果表明,中空盖板内的最优通风风速为1.5 m/s,该通风风速可使密闭机箱的散热效果与电能消耗达到最优平衡。