热仿真帮助航空电子设备在高空实现散热分析

2013-6-18 15:10| 发布者: admin| 查看: 1338| 评论: 0|来自: 海基科技官网

摘要: Palis利用FloTHERM的参数化设计功能帮助优化散热片设计。他通过设定软件来变换风扇的数量和厚度。随后FloTHERM软件在设定的变化范围内自动进行优化设计，全面仿真机箱内的流体速度和温度。结果表明当风扇数量为21个时设计达到最优化。

设计挑战

Hybricon Inc.的高级工程师Michael Palis接受了来自一个国防部门的客户的挑战，该客户要求其帮助他们对一个功率散耗约200瓦的ATR机箱进行散热，使该设备能够在50,000英尺的高空运行。Palis使用热仿真评估了一系列的设计方案，重点关注散热片的设计和风扇在高空中的性能。仿真帮助确定了几种可以达到客户的苛刻要求的备选设计方案。基于Palis的推荐，国防客户建立了系统，性能几乎与仿真预测结果完全一致。

几十年前ATR系统的功率散耗通常为50至60瓦，而今则高达200瓦，这极大的增加了热管理挑战的难度。这样的难度系数在高空条件下更大。50,000英尺高空的空气密度仅相当于海平面空气密度的1/8，意味着如果在这样的高空对设备散热，要达到与海平面条件下同样的散热效果，就必须将空气的体积流量乘以系数8。

解决方案和益处

我们采用了各种方法来应对这些挑战，包括手算和流体仿真建模。不过到目前为止最有效的还是FloTHERM，就是我们的热仿真工具。”Hybricon Inc.的高级仿真工程师Michael Palis 说，“FloTHERM为我们设计的全过程提供了详尽的压力、温度及气流的图形信息分析，使我们能深切的知道该如何改进设计。”

Palis利用FloTHERM的参数化设计功能帮助优化散热片设计。他通过设定软件来变换风扇的数量和厚度。随后FloTHERM软件在设定的变化范围内自动进行优化设计，全面仿真机箱内的流体速度和温度。结果表明当风扇数量为21个时设计达到最优化。

仿真结果显示优化的散热片设计能够符合35,000英尺高空的温度要求，但达不到50,000英尺高空的要求。Palis将这一结果告诉客户。客户表示35,000英尺的运行高度可以达到初步展示样机的要求，但是还需要开发出能在50,000英尺高空运行的量产型号方案。为了评估使用更高性能的风扇装置的影响，Palis随即进行了进一步的仿真。仿真表明这种高性能的风扇可以达到50,000英尺的运行要求。