功率型LED灯散热器优化设计研究

针对大功率型LED路灯散热器稳态工作下温度中心集聚的热特性,利用有限元方法构建其3D模型,并在三维模型基础上得到散热器的稳态温度场分布云图;采用正交试验设计法探讨散热器中心翅片的厚度、底板的厚度、不同疏密程度结构对散热器的水平和垂直方向热传导的影响;最后根据实验结果得到能有效对LED路灯散热器温度进行热控制的优化参数和结构,该方案有效降低了散热器的最高温度并提高了散热器的垂直热传导能力;通过对实物进行实验测量得到温度数据再与有限元分析的温度场分布图比较,证明了设计仿真的准确性和可靠性。     

混合型超级电容器的热行为分析

以Ta_2O_5膜为绝缘介质作为钽阳极,以Ru O_2/Mn O_2/有序介孔碳作为阴极,制备了一种混合型超级电容器。该混合型超级电容器单元样品的电容值为6 m F,单元内阻为0.45?。对该类型的混合型超级电容器进行了热行为分析,并进行了相应的实验和仿真。同时在ANSYS中进行了有限元建模,分析其稳态温度分布。实验和仿真结果表明,在经过多次循环后,混合型超级电容器内部升温达到一定值,进入稳态。当充放电电流为5 A时,最高温度超过了50℃,需要采取一定的降温措施。     

电子产品退化失效的BS模型

退化失颜色的电子产品的寿命试验通常只能得到性能退化的数据，使用传统的方法很难对其可靠性进行评估。考虑到电子产品的退化类似于材料的疲劳，以金属化膜电容器为例，研究了BS模型在电子产品可靠性中的应用。从金属化膜电容器的失效过程推导出了该类型电容器的BS模型，经过计算比较，BS模型对脉冲电容器可靠性的评估要优于Weibull等其它模型。该实例证明BS模型能应用于电子产品的退化失效。     

基于参数回归分析的金属化膜脉冲电容器竞争失效分析

金属化膜脉冲电容器既有突发型失效又有退化型失效.通过分析金属化膜脉冲电容器的退化失效机理,在假设突发失效与退化失效相关的条件下,给出了基于参数回归分析的电容器竞争失效的一般模型,最后利用该模型对某金属化膜脉冲电容器的试验数据进行可靠性分析.根据评估结论,该电容器打靶10 000发的可靠度为0.798 6.该模型为竞争失...     

LDA侧面泵浦固体激光器介质瞬态温升过程分析

根据二极管泵浦光强分布特性,考虑固体激光材料物性参数的温度相关性,建立了二极管侧面泵浦固体激光介质内热源分布的数值模型,从热传导方程入手,针对三角均布侧泵结构,采用有限元方法计算分析了激光棒内瞬态温升过程以及稳态温度分布情况.讨论了泵浦及冷却参数对瞬态温升过程及激光棒内温度梯度的影响.分析结果可为二极管泵浦固体激光器的优化设计提供参考.     

角抽运板条固体激光器热效应的分析

通过对二极管角抽运板条固体激光器的稳态热效应分析,提出了在角抽运条件下激光介质内部热源分布的模型.以此为基础,从稳态热传导方程和边界条件出发,计算了激光介质中的温度分布;同时分析了这一特定温度分布条件下增益介质的应力分布以及由于温度分布和应力分布引起增益介质的光学畸变,这些结果可以为二极管角抽运全固态激光器的稳定设计提供基础理论依据.     

液晶显示屏的热特性模拟及其热仿真软件的设计与开发

液晶的工作温度是液晶显示器的一项重要参数,为克服直接测量或解析计算求取液晶温度精确值的困难,利用ANSYS有限元软件对液晶显示屏进行了热特性分析,模拟计算出了稳态温度场分布,以及液晶层中心点的瞬态温度响应,经实验测量验证,模拟结果基本与试验值基本吻合,证明了模拟仿真的可行性.介绍了自行设计开发的液晶显示器仿真设计平台中的热分析模块,叙述了该热分析模块的设计思路以及计算的流程设计.     

高压输电线路热故障红外诊断的理论分析和模拟实验

针对高压输电线路热故障红外巡航检测中参考温度的选择问题，分析了线路上的热传导过程，根据准一维稳态导热模型，讨论了导热微分方程的近似解析解，建立了温度沿线分布的数值计算方法，给出了参考温度的选择基准。通电电阻丝热像仪测温的模拟实验结果与数值计算结论吻合较好，本文为高压线路热故障红外巡航检测提供了理论依据。     

CSP结构的热应力分析

利用ansys软件通过仿真得到了在稳态情况下的CSP结构热场分布,在此基础上,把稳态情况下的热场分布作为温度载荷施加到模型上,得到了CSP结构热应力分布,这对集成电路热设计方案的选择,尤其对提高大功率集成电路的可靠性具有重要意义.     

高压输电线路热故障红外诊断理论分析和模拟实验

针对高压输电线路热故障红外巡航检测中参考温度的选择问题，分析了线路上的热传导过程，根据准一维稳态导热模型，讨论了导热微分程的近似解析解，建立了温度沿线分布的数值计算方法，给出了参考温度的选择基准。通电电阻丝热像仪测温的模拟实验结果与数值计算结论吻合较好，本文为高压线路热故障红外巡航检测提供了理论依据。     

基于性能退化数据的金属化膜电容器可靠性评估

在对激光惯性约束聚变试验装置所用金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析时,利用假设其寿命分布为Weibull分布的传统可靠性分析方法所得结果不能满足工程要求.作者通过分析电容的退化机理,给出了一个该型电容器的寿命分布模型,模型的求解是利用电容器的退化数据进行的,它具有比Weibull分布模型更为精确的特点,在工程实践中使用该模型对该型电容器进行可靠性分析可以大量的节约试验成本且结果精度更高.     

基于二维热传导方程的COB-LED散热器热模拟

针对COB-LED(Chip on Board-Light Emitting Diode)散热问题,文中基于二维热传导方程建立了一个可快速计算COB-LED散热器表面热分布的数学模型。为了便于模型求解,采用有限差分法求解该数学模型并选择交替方向隐格式作为其差分格式。根据模型中的边界条件和初始条件设计COB-LED常温点亮实验,并基于ANSYS有限元分析软件进行仿真分析。通过比较求解结果、仿真结果和实验结果验证该数学模型的合理性。结果表明,求解结果与实验结果中最高温度相对误差约23.57%,且两者的温度变化趋势一致。求解结果与仿真结果中最高温度相对误差约34.84%,且温度分布较为接近,证明了该数学模型的合理性与正确性。     

金属化膜脉冲电容器组的性能可靠性

基于金属化膜电容器的特点，提出了金属化膜电容器组的性能可靠性，并分两种情况讨论了性能可靠性的估计方法。金属化膜脉冲电容器组性能可靠性的提出，有效地解决了电容器组在使用过程中可靠性的评价问题。可以为电容器组寿命预计、维修提供依据。     

栅控电子枪的热特性分析

利用ANSYS 有限元软件分析了栅控电子枪的热特性,包括稳态温度场计算和结构热形变,其中稳态温度场计算包括电子枪和栅网的温度分布以及栅网因电子截获而引起的温升。并利用行波管设计软件TWTCAD 分析了热形变前后电子光学系统性能的变化。同时还采用热电偶法得到了实际栅网的表面温度,试验结果与仿真结果基本一致,证明了热分析结果的有效性。     

深紫外光刻投影物镜温度特性研究

透镜材料对激光能量的吸收导致深紫外光刻投影物镜温度升高,产生热像差。离轴照明模式下,温度呈非对称分布,研究温度场对热像差的仿真预测和补偿具有十分重要的意义。提出了温度分布函数模型描述4种照明模式下物镜的三维温度分布;研究了温度的时间特性,并通过计算预测了光刻物镜的热稳态温度值以及达到稳态所需的时间。结果表明,利用该温度分布模型描述多种常见照明模式下投影物镜的空间温度分布,平均拟合误差约为10-3℃量级;通过温度时间关系函数预测热稳态温度的误差约为10-4℃,时间误差不超过3min。通过该温度分布模型计算得到的热像差结果与基于SigFit的仿真结果一致,但计算效率提升了三个数量级。     

用红外定量诊断法监测热设备内部状态

介绍了红外定量诊断对热装备内部运行状态进行监测的理论依据和方法。将红外测试技术与确定热设备内部温度分布的导热反问题结合起来，通过对空间离散化，用有限差分法，给出了获取计算设备内部温度分布空间步进迭代公式的通用步骤，计算了设备内部各点温度的具体数值，从而实现对热设备内部运行状态的监测，并以方形设备内的稳态热过程为例，阐述了该方法的实现。     

激光棒热透镜效应的有限元分析

以热传导方程为基础,对热透镜效应补偿前后激光棒内部温度场与应力场的变化进行 分析。通过有限元软件进行模拟仿真和实验验证,实验结果与理论分析相符。     

脉冲激光二极管端面抽运固体激光器中晶体的热弛豫时间

在脉冲激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中,存在热效应瞬态过程,即晶体的温度分布具有时变性,晶体温度的时变过程受到热弛豫时间的影响.从热传导方程出发,采用解析法和数值法分别对晶体降温过程中温度的时变性进行计算;采用有限元方法,对晶体热弛豫时间及其影响因素进行数值计算,分析了晶体直径、密度、热传导系数和比热等热物性参数对热弛豫时间的影响;采用流体流动换热理论,充分考虑了冷却水流温度和速度对晶体温度分布的影响.结果表明,通过调整晶体尺寸、冷却系统可以实现对热弛豫时间的控制.根据有限元软件ANSYS的计算结果,分析了晶体抽运端面上径向温度的时变分布,晶体边缘与中心的温差和光程差;初步计算了晶体热透镜不同径向位置处的焦距差.结果表明,晶体冷却过程中,不同径向位置与中心的温差和相对光程差具有时变性,晶体热透镜的聚焦特性也是随时间变化的.     

电脑机箱温度的检测及散热优化

计算机的产热与散热情况对计算机的运行性能具有重要的影响。建立机箱散热计算有限元模型进行仿真,并使用红外热像仪,测量不同状态下台式计算机机箱内部温度分布情况,以实际测量结果验证有限元计算结果的合理性。探究计算机在不同工作阶段的温度分布机理,运用有限元计算的方法对机箱内部散热进行优化,提升机箱散热效果。结果显示,实际测量中的最高温度出现并集中在主板芯片周围,最高温度达到65℃。仿真结果显示,翅片式铝质散热器对芯片的散热效果显著,通过给主板芯片增加散热器的优化方法可以降低主板芯片35.19%的温度,使主板芯片的计算能力达到88%左右,优化效果明显。     

基于有限元分析的集成电路瞬态热模拟

结合EDA软件Cadence及目前常用的有限元分析软件ANSYS模拟了芯片的瞬态热效应.将从电路仿真软件中得到的电学参数作为ANSYS软件的载荷,加载到从ANSYS中建立的热模型上,对芯片的瞬态工作状态进行了热仿真,模拟芯片工作时的瞬态温度分布.针对一个简单集成电路进行芯片级的瞬态热分析,通过调整热载荷脉冲时间得到了此电路的热时间常数;模拟了同一频率不同占空比下电路的热响应情况;模拟了相同时间、相同占空比、不同频率下电路的热响应情况.