随着现代社会对电子设备的应用及需求不断增大,以至于电子设备经常出现在各种场景,同时为了满足电子设备的普遍适用性和高性能,使得电子设备的发展愈来愈向着小,轻,薄方向,这也极大促进了电路板的发展。由于电路集成度不断增加,导致在电路板上元器件的功耗越来越大,电路板由于温度而失效的热失效问题数目已经超过电路板失效数目的一半。因此电路板的冷却问题必须提到很重要的位置。电路板的热设计是否合理,直接影响电子设备能否正常运行,而热分析对提高电路板热可靠性起着重要的作用。通过数值模拟研究,引入均值、标准差、平滑度、三阶距、一致性和信息熵评价性指标,可定量衡量冷却方式（自然对流和强迫对流）、不同的气体冷却介质（空气、氮气、二氧化碳、氢气）、元器件布局（并排、叉排以及元器件间的横、纵向变间距）和变引力场等因素对电路板冷却效果的影响。基于有限元的数值方法针对电路板在自然对流及强迫对流下的换热进行了数值模拟研究。研究不同冷却方式、冷却介质、功率、布局以及变引力场对电路板冷却的影响,另外分析电路板冷却在非稳态下随时间变化的发展规律,得到在不同冷却条件下的温度场和速度场分布图,使用均值、标准差、平滑度、三阶距、一致性和信息熵这些评价性指标定量衡量了温度场和速度场。通过对不同冷却条件下获得的温度场、速度场和评价性指标进行分析,发现由于空气易于获得,成本低,一般建议选用空气作为冷却介质。强迫对流对电路板的冷却效果明显优于自然对流,同时入口速度越高,散热越快,但是自然对流拥有简单易行,经济性强等优点,如果自然对流可满足要求以及无法使用强迫对流的场合,应优先选择自然对流。电路板的功率越高,越容易造成电路板应力失效和高温烧毁。在分析电路板上元器件布局对其影响时,主要是针对电路板上的不同功率的元器件在电路板上的相对位置,较大功率元器件LSI和较小功率元器件SSI的并排、叉排布局,LSI和SSI之间的横、纵向间距对电路板冷却的影响。通过其温度场、速度场和评价性指标可以发现LSI和SSI并排时的冷却效果优于叉排,在维持并排布局下时分别改变其纵向间距和横向间距,当改变纵向、横向间距时均能加强电路板的冷却效果,但是纵向间距宜越大越好,同时应尽量保持LSI接近电路板边缘;在改变横向间距时并非间距越大越好,整体对电路板冷却有细微的影响,应当尽量选择一个合适的横向间距使得冷却效果最佳。在分析变引力场的模型中随着重力加速度的增大,发现引力场对电路板冷却效果存在影响,在实际生产中,对温升要求较高的电子设备进行热设计以及热分析时,需要考虑引力场因素的影响。对非稳态模型进行数值模拟研究后发现入口速度的增加对电路板冷却效果有着明显的改善,和常规引力场下自然对流对比发现,强迫对流的冷却效果优于自然对流,并且流体入口速度越快,电路板上的温度分布越早趋于稳定,但是速度分布受入口速度的影响很小,趋于稳定所需的时间基本一样。