課程大綱

一、基礎(chǔ)理論與熱設(shè)計(jì)原則

電子散熱基礎(chǔ)

熱傳遞三模式：傳導(dǎo)（PCB導(dǎo)熱率設(shè)置）、對(duì)流（自然/強(qiáng)迫風(fēng)冷）、輻射（表面發(fā)射率與DO模型）。
熱阻網(wǎng)絡(luò)分析：接觸熱阻（如芯片與散熱器）、材料熱阻（金屬/復(fù)合材料選擇）。
冷卻方式選擇：自然對(duì)流（Boussinesq近似）、強(qiáng)迫風(fēng)冷（風(fēng)扇PQ曲線）、液冷（微通道流道設(shè)計(jì)）。

 

流體力學(xué)核心概念

湍流模型：零方程（快速收斂）、k-ε（高精度）、大渦模擬（瞬態(tài)分析）。
邊界層處理：Y+控制、壁面函數(shù)（增強(qiáng)壁面處理）。

 

二、前處理與建模技術(shù)

幾何處理與簡化

CAD修復(fù)：刪除非關(guān)鍵特征（螺釘/倒角）、中面抽取（薄壁機(jī)箱）、對(duì)稱簡化（1/4模型）。
特殊對(duì)象建模：

機(jī)柜外殼：Cabinet與Opening定義氣流通道。
風(fēng)扇與格柵：Grille對(duì)象局部阻力系數(shù)設(shè)置。

 

 

網(wǎng)格劃分策略

網(wǎng)格類型：六面體（流道區(qū)域）、四面體（復(fù)雜元件）、非連續(xù)網(wǎng)格（局部加密）。
質(zhì)量控制：雅可比系數(shù)（<0.7）、膨脹層（邊界層網(wǎng)格）、曲率自適應(yīng)加密。

 

三、求解設(shè)置與多物理場(chǎng)耦合

邊界條件與求解器

熱源定義：功率密度（W/m3）、瞬態(tài)熱源（時(shí)間步長設(shè)置）。
流動(dòng)模型：自然對(duì)流（環(huán)境壓力設(shè)置）、強(qiáng)迫對(duì)流（風(fēng)扇曲線導(dǎo)入）。
輻射模型：離散坐標(biāo)法（DO模型）與表面發(fā)射率校準(zhǔn)。

 

流-固耦合與優(yōu)化設(shè)計(jì)

共軛傳熱（CHT）：機(jī)柜外殼與內(nèi)部氣流溫度場(chǎng)耦合。
參數(shù)化優(yōu)化：散熱器肋片間距/厚度敏感性分析。

 

四、后處理與行業(yè)案例

結(jié)果分析與可視化

溫度/流場(chǎng)云圖：峰值溫度定位、死區(qū)氣流識(shí)別。
關(guān)鍵參數(shù)提?。簾嶙栌?jì)算、Nusselt數(shù)（對(duì)流效率評(píng)估）。

 

行業(yè)案例庫

數(shù)據(jù)中心機(jī)柜：串并聯(lián)風(fēng)道設(shè)計(jì)（避免熱回流）。
電力電子設(shè)備：強(qiáng)迫風(fēng)冷系統(tǒng)優(yōu)化（風(fēng)扇布局與壓降平衡）。
電池包散熱：微重力環(huán)境下通風(fēng)換熱特性分析。

 

五、培訓(xùn)形式與資源

授課方式：理論30% + 案例實(shí)操70%（提供機(jī)柜風(fēng)冷、液冷模型文件）。
適用對(duì)象：熱設(shè)計(jì)工程師、CAE分析師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師