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热仿真分析

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随着电子设备朝着小型化、多功能、高性能的方向发展,电子设备的功耗和热流密度越来越大电子设备的过热问题也越来越突出。如果散热设计不能有效地进行,就不能有效地进行散热。它将直接影响系统的可靠性和使用寿命。国外统计数据表明,当电子元器件温度升高2℃时,可靠性下降10%,50℃时电子元器件的使用寿命仅为25℃时的1?6。高温因素会大大提高电子产品的故障率。热设计一直是电子设备设计中的关键技术之一在传统的热设计方法中,设计者依靠以往的经验对样机进行设计,通过对样机的各种试验和试验,找出设计中存在的问题和缺陷,进而对其进行进一步的优化和改进,难以满足现代电子设备开发周期短、难度高的要求。


热模拟分析可以模拟系统在方案阶段的热分布,并对热设计方案的可行性进行综合分析,确定系统温度的更高点,并通过数字方案的优化来优化数字方案的设计。消除了现有的热设计问题,并在原型制作前对产品的热可靠性进行判断缩短了产品开发周期,降低了开发成本,提高了产品的初级合格率。因此,电子工业迫切需要推广与仿真技术相结合的热设计方法。

1.电子设备的热模拟和可靠性

电子设备种类繁多,环境复杂,特别是在国防领域,电子设备的抗恶劣环境不仅需要防止盐雾、湿度、防振,还需要体积小、重量轻、散热性能好。因此抗恶劣环境的电子设备通常采用全封闭结构,电子设备中电子设备的过热问题比工业领域中的电子设备更加突出。解决电子设备过热问题以提高产品可靠性的相关技术称为电子设备散热技术,包括热设计技术、热模拟技术和热测试技术发现和解决电子设备的热缺陷,提高电子设备的可靠性,是电子设备不可缺少的技术手段。将热设计技术、热模拟技术和热测试技术相结合,以及在电子产品开发中的并行应用,可以大大缩短产品开发周期,提高产品的可靠性保证电子产品的综合性能。热仿真技术是电子设备散热技术的重要环节,可以在方案阶段对热设计方案可行性、有效性进行全面分析,提高产品可靠性和一次设计成功率。

2、热仿真优势和实际应用

以计算流体动力学(CFD)为核心的热仿真软件、计算机辅助工程(CAE)方法使得设计师能够运用虚拟仿真技术构造虚拟样机,优化电子设备的热设计,借助于热仿真软件强大的后处理能力,帮助设计师较为准确地预测散热系统的效果,找到影响系统散热能力的关键点,并可快速对优化措施的效果进行模拟,对影响系统散热效果的多种因素及影响程度进行定量的综合分析为选择费效比更优的散热措施提供依据,减少设计、生产、再设计和再生产的费用,缩短高性能电子设备的研制周期。因此,在设计阶段对产品热设计进行热仿真已经成为设计过程中必不可少的一个环节。

3、热仿真应用场景

(1)电脑和数据处理

(2)电信设备和网络系统

(3)半导体设备,集成电路以及元器件

(4)航空和国防系统

(5)汽车和交通运输系统

(6)消费电子

以上就是有关热分析的相关内容,选择华辰有限元科技,为行业发展创造无限可能。