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摘 要： 热设计在电子设备结构设计中是十分重要的环节，可有效提高电子产品设备的可靠性。本文通过FloEFD软件对某信息处理进行热仿真分析，在此基础上，通过优化改进，将器件最高温度控制在耐受温度以下。利用热仿真软件可以及时发现方案中所存在的问题，在提升设备品质性能的同时，缩短了设备的研发周期。
关键词：电子设备;热设计，FloEFD
Abstract： Thermal design is an important part in the structural design of electronic equipment，which can effectively improve the reliability of electronic equipment.This article is about using FloEFD to analyze thermal simulation on a certain information processing.On this basis，the maximum temperature of the device is controlled below the tolerant temperature through optimization and improvement.The use of thermal simulation software can timely discover the problems in the solution，and improve the quality and performance of the device which shortening the development cycle of the device.
Key words： electronic equipment;thermal design;FloEFD
引言
隨着芯片技术的不断发展，芯片的功能不断提高，外形尺寸却越来越小，单位体积内产生的热量迅速增大。如果芯片产生的热量不能够及时散发出去，就会造成热量的积聚，从而导致各个元器件的温度超过各自所能承受的极限，使得电子设备的可靠性降低。
本文结合某信息处理机柜的设计，从印制板芯片的传热到整个机柜的散热分析，利用FloEFD仿真软件进行建模并计算，解决实际工程应用中的散热问题。
模型建立
信息处理机柜外形尺寸为高1.6m，宽度0.686m，深度0.55m， 信息处理机柜内包含三个机箱，总热耗为2200W，该信息处理机柜如图1所示，
其中第一层机箱热量600W，第二层机箱1000，第三层机箱600W，每层机箱下面有一层风机组合。
仿真分析
信息处理机柜为密闭机柜，采用水—风换热器进行二次换热，从换热器下部出风口进冷风，通过机箱下部的风机组合接力，最后从换热器上部抽风口抽到换热器内部散热翅片进行热交换，由冷却水将热量带走，根据热平衡方程： ，其中 为强迫风冷所需的风量，Q为信息处理机柜的总热耗， 为空气的比热， ， 为空气密度， ， 为进，出风口空气的温差，℃。将Q=2200W， =1005 ， =14℃， =1.11 ，分别代入，得 =0.14 ，根据计算选用2.5KW的换热器，进风量为570m3/h，进风温度23℃，环境温度50℃时仿真结果如图2和图3。
根据温度云图分布可见温度最高处为77℃左右，满足使用要求。
优化设计
由于机箱中插件排布较密，风阻大，芯片的导热不均匀，局部温度高，考虑在热耗较大的插件上增加散热板，如图5。其中散热齿高9mm，齿厚1mm，齿间距2.5mm。发热芯片与散热板凸台贴合，将热量传到至背部散热齿，通过强迫风冷将热量传至机柜。
环境温度50℃时，通过风速2.9 ，芯片热耗共110W，仿真结果如图6。
此时散热板表面最高约67.3℃，散热肋最低温度58.7℃，最大温差8.6℃。优化后机柜内温度云图见图7。
此时机柜内最高温度为72℃，较优化前降低了5℃。
结论
在产品设计时，可以利用FloEFD软件快速有效的模拟设备内部温度场，可以及时发现方案中的问题，便于设计师及时调整设计方案，最终提升设备环境适应性和可靠性。
参考文献：
[1] 徐维新. 电子设备可靠性热设计指南[M]. 北京：电子工业出版社， 1995 [1]
[2] 邱成悌.电子设备结构设计原理[M].南京.东 南大学出版社， 2001.
作者简介：董智鼎（1984～），男，主要从事电子设备的结构及其相关设计工作。
谭公礼 （1988～），男，主要从事电子设备的结构及仿真设计工作。
关键词：电子设备;热设计，FloEFD
Abstract： Thermal design is an important part in the structural design of electronic equipment，which can effectively improve the reliability of electronic equipment.This article is about using FloEFD to analyze thermal simulation on a certain information processing.On this basis，the maximum temperature of the device is controlled below the tolerant temperature through optimization and improvement.The use of thermal simulation software can timely discover the problems in the solution，and improve the quality and performance of the device which shortening the development cycle of the device.
Key words： electronic equipment;thermal design;FloEFD
引言
隨着芯片技术的不断发展，芯片的功能不断提高，外形尺寸却越来越小，单位体积内产生的热量迅速增大。如果芯片产生的热量不能够及时散发出去，就会造成热量的积聚，从而导致各个元器件的温度超过各自所能承受的极限，使得电子设备的可靠性降低。
本文结合某信息处理机柜的设计，从印制板芯片的传热到整个机柜的散热分析，利用FloEFD仿真软件进行建模并计算，解决实际工程应用中的散热问题。
模型建立
信息处理机柜外形尺寸为高1.6m，宽度0.686m，深度0.55m， 信息处理机柜内包含三个机箱，总热耗为2200W，该信息处理机柜如图1所示，
其中第一层机箱热量600W，第二层机箱1000，第三层机箱600W，每层机箱下面有一层风机组合。
仿真分析
信息处理机柜为密闭机柜，采用水—风换热器进行二次换热，从换热器下部出风口进冷风，通过机箱下部的风机组合接力，最后从换热器上部抽风口抽到换热器内部散热翅片进行热交换，由冷却水将热量带走，根据热平衡方程： ，其中 为强迫风冷所需的风量，Q为信息处理机柜的总热耗， 为空气的比热， ， 为空气密度， ， 为进，出风口空气的温差，℃。将Q=2200W， =1005 ， =14℃， =1.11 ，分别代入，得 =0.14 ，根据计算选用2.5KW的换热器，进风量为570m3/h，进风温度23℃，环境温度50℃时仿真结果如图2和图3。
根据温度云图分布可见温度最高处为77℃左右，满足使用要求。
优化设计
由于机箱中插件排布较密，风阻大，芯片的导热不均匀，局部温度高，考虑在热耗较大的插件上增加散热板，如图5。其中散热齿高9mm，齿厚1mm，齿间距2.5mm。发热芯片与散热板凸台贴合，将热量传到至背部散热齿，通过强迫风冷将热量传至机柜。
环境温度50℃时，通过风速2.9 ，芯片热耗共110W，仿真结果如图6。
此时散热板表面最高约67.3℃，散热肋最低温度58.7℃，最大温差8.6℃。优化后机柜内温度云图见图7。
此时机柜内最高温度为72℃，较优化前降低了5℃。
结论
在产品设计时，可以利用FloEFD软件快速有效的模拟设备内部温度场，可以及时发现方案中的问题，便于设计师及时调整设计方案，最终提升设备环境适应性和可靠性。
参考文献：
[1] 徐维新. 电子设备可靠性热设计指南[M]. 北京：电子工业出版社， 1995 [1]
[2] 邱成悌.电子设备结构设计原理[M].南京.东 南大学出版社， 2001.
作者简介：董智鼎（1984～），男，主要从事电子设备的结构及其相关设计工作。
谭公礼 （1988～），男，主要从事电子设备的结构及仿真设计工作。