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基于FLOEFD的电子设备机箱的热仿真分析摘要:随着电子设备的集成度逐渐提高，电子产品的热流密度也越来越大，散热问题是目前电子设备结构设计中首要要考虑的问题。
本文以某电子产品机箱为例子，介绍了基于FLOEFD软件对其进行热分析的仿真过程，并且简要介绍了仿真过程中的一些经验应用，对于工程中使用该软件进行机箱热性能分析具有一定的参考意义。
关键词电子设备热分析FLOEFD0、前言电子设备机箱被广泛应用于国防和民用的各个领域。
随着电子技术的飞速发展，机箱的热流密度越来越大，这对机箱的热设计提出更高的要求，机箱内各模块的电子元器件一旦温度过高便无法可靠地工作。
据研究表明，电子设备失效的原因有55％是由温度引起的[1]，过热损坏是电子设备失效的主要形式。
根据阿伦纽斯模型显示，器件温度每升高10℃，其失效率就会增加一倍[2]。
因此在机箱的结构设计阶段就需要考虑机箱的热设计。
目前设计师在产品设计阶段主要运用热仿真软件对产品的热特性进行分析，以规避产品未来可能遇到的散热问题。
目前主流的热仿真软件FLOEFD, Flotherm, ICEPAK在工程热分析中有广泛的应用。
本文以FLOEFD为仿真软件，分析了某电子设备机箱的热仿真过程和结果,验证器件在给定的环境和热负荷条件下是否能正常工作，对于不能正常工作的器件，提出改进措施。
1、机箱的结构布局机箱主要由上板、底板、左右侧板、前后盖板及6个插件组成，如图1 所示。
图1 机箱结构布局机箱的热设计以星体结构热传导为主，通过机箱安装面传导散热，以空间环境热辐射为辅，通过机箱外表面辐射散热。
插件按排列顺序和母板的划分，垂直插入各自的导轨槽内，然后采用锁紧装置锁紧。
插件内的印制板嵌入铝散热盒，尺寸略小于散热盒尺寸。
同时选择热导率高、有利于导热的多层板设计且在大功耗元器件与散热面之间填充了导热填料。
机箱热分布情况如表1 ：表1 机箱热分布情况表2、热仿真模型与仿真方法分机工作的最高环境温度：45℃、真空，热沉温度45℃，在图1中的下底面。
某机载电子设备热设计作者：张娅妮胡清来源：《现代电子技术》2013年第03期摘要：为了提高机载电子设备的冷却散热性能，保证设备可靠稳定工作，采用热仿真方法，对某机载电子设备进行了热设计。
根据设备结构特点，提出了多种不同的设计方案，并对其进行了对比分析。
综合考虑设备散热效果及可维修性，确定了最优的设计方案，实现了对某机载电子设备的热设计。
该热设计方案已随电气设计和结构设计一起通过了各项验证试验，使用情况良好，同时，也为同类型机载电子设备热设计提供了较大的参考价值。
关键词：机载；电子设备；热设计；热仿真中图分类号： TN806⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）03⁃0151⁃030 引言随着微电子技术和集成电路的飞速发展，机载电子设备也呈现出高性能、小型化的发展趋势，与此同时，电子设备所处环境更为恶劣，面临的挑战更加严峻，使得其热流密度急剧增大，元器件温度不断升高，产品可靠性逐渐降低。
电子设备的散热问题日益严重，工程师在设计阶段对电子设备的热布局越来越重视，因此，热设计成为电子设备结构设计的一个关键环节[1⁃4]。
热设计的方法主要有试验、类比和仿真。
试验方法能够准确得到设备内部关键元器件的温度分布，但是必须设计、生产实验样机，改进热设计的代价较大；类比方法操作方便、简单易行，但是只有同类型或者相似类型的产品可以比较，新研发的产品没有类比的基础，不可能得出类比结果；热仿真采用数学手段，能够比较真实地模拟设备的热状况，在方案阶段就能发现产品的热缺陷，从而改进设计，减少设计、生产、再设计和再生产的费用，降低资源消耗，缩短开发周期，提高产品的一次性成功率，为产品设计的合理性及可靠性提供有力保障[5⁃7]。
本文采用热仿真方法，对某机载电子设备进行热设计[8⁃10]。
针对设备结构特点，提出多种不同的设计方案并对其进行了对比分析，确定最优的结构设计方案，指导某机载电子设备热设计。
热流密度800一、什么是热流密度800？热流密度是指单位时间内通过单位面积的热量。
在工程中，通常用W/m²表示。
热流密度800就是指每秒钟通过每平方米的面积传递800瓦特的热量。
二、在工程中，热流密度800有哪些应用？1. 电子设备散热在电子设备中，由于电子元器件运行时会产生大量的热量，如果不能及时散发出去，就会导致设备过热而损坏。
因此，在电子设备设计中，需要考虑如何有效地散发出产生的热量。
对于高功率电子元器件，需要使用具有较高导热性能的材料，并通过散热器将产生的大量热量迅速散发出去。
此时，需要计算散热器表面上每平方米传递的最大功率（即最大允许的热流密度），以保证设备正常运行。
2. 工业加工在工业加工过程中，需要对物体进行加温或冷却处理。
例如，在钢铁冶金行业中，需要对钢坯进行加温处理以改变其力学性能；在食品行业中，需要对食品进行冷却处理以延长其保质期。
此时，需要计算加温或冷却设备的热流密度，以保证物体能够均匀地受热或受冷。
3. 空调和供暖在家庭和办公场所中，需要使用空调和供暖设备来调节室温。
此时，需要计算空调和供暖设备表面上每平方米传递的最大功率（即最大允许的热流密度），以保证设备正常运行。
三、如何计算热流密度800？在实际工程中，计算热流密度800需要考虑多种因素，例如传热介质、传热方式、传热面积等。
下面以电子散热器为例，介绍如何计算散热器表面上每平方米传递的最大功率。
1. 确定散热器材料通常情况下，散热器材料可以选择铝合金、铜合金等具有较高导热性能的材料。
假设选择铝合金作为散热器材料，则其导热系数约为200W/(m·K)。
2. 确定散热方式在散热器表面上，热量可以通过辐射、传导和对流三种方式传递。
通常情况下，对流是散热器表面上热量传递的主要方式。
假设对流传热系数为10 W/(m²·K)。
3. 确定散热器表面积假设散热器表面积为1平方米。
4. 计算最大允许的功率根据热传导定律和能量守恒定律，可以得到以下公式：Q = kAΔT/δ其中，Q表示单位时间内通过单位面积的热量（即热流密度），k表示材料的导热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差，δ表示传导距离。
一种ASAAC标准的计算机模块热设计摘要随着电子设备技术的不断发展，高功耗器件得到了越来越广的应用，电子设备的热设计已成为需要重点关注的问题。
本文使用热仿真软件FLOTHRM对一种ASAAC标准的机载计算机模块在侧壁液冷条件下进行了热仿真分析，对同类型模块散热设计提供了参考。
关键词：FLOTHERM；ASAAC；热设计1 引言当前电子设备技术的发展日新月异，元器件集成度越来越高、功能越来越强大已成为主要趋势，这也使得元器件的热流密度越来越高。
散热问题也成为影响电子设备使用可靠性的突出问题，尤其是对于使用环境恶劣的航空电子设备[1]。
据统计，电子设备的失效率随工作温度成指数增长，超半数的电子设备失效与超温有关[2]。
传统的自然散热方式越来越难以满足散热要求，强迫风冷、侧壁液冷等散热方式得到越来越多地应用。
ASAAC（Allied Standard Avionics Architecture Council联合标准化航电系统协会）标准是欧洲提出的一种LRM （Linear Replaceable Unit现场可更换单元）模块标准，相较于以往的模块，其具有维修性好、可靠性高、可扩展能力强等优点，目前已广泛应用于军用和工业电子产品[3,4]。
该标准规定了模块外形尺寸为233.4mm×160mm×24mm（长×宽×高）。
此项工作对一种采用侧壁液冷散热方式的ASAAC标准的机载计算机接口模块进行了热仿真分析。
2 ASAAC模块热设计方案该型ASAAC模块由基板、FC子卡、NVME子卡、壳体、上盖板、下盖板锁紧条和起拔器等部分组成（如图1所示）。
其中，基板上焊接有LRM型连接器，使模块具有现场可更换性；锁紧条和起拔器可以满足模块在机箱内锁紧和拔插的需要。
壳体和上下盖板等结构件的材料为6061铝合金，从表1可以看出，其具有较高的比强度和比刚度，能够满足强度要求，而且还有导热性能好，密度小等优点，目前已在航空电子设备中得到大量应用。
高热密度数据中心空调系统设计本文以某计算机中心为例，概述高热密度数据中心的空调系统设计。
某超级计算中心的数据中心的高热密度计算机机房面积近200m2，其中高性能计算机的功耗最大达到每机柜23kW，总计有40台机柜。
机房内安装架空地板，但空间紧张。
1、空调方案选定根据机房场地条件和计算机系统发热的情况，采用高热密度封闭机柜最为合适。
这种形式的机柜完全封闭，制冷循环在机柜内完成。
每台机柜与机房环境基本独立，可迅速、准确控制每个机柜内环境，无须对机房整体空间制冷调节，减少了制冷能量在机房内的浪费。
高热密度封闭机柜采用机柜内直接制冷的方式，机柜内设备运行发出的热量通过机柜内空气循环，经机柜内热交换器，通过水冷循环回路，传递到机柜外的冷冻水系统。
机房内冷却水系统的热量通过中间热交换单元送到冷水机组。
由于封闭式机柜需要冷却水将热量带出机柜，需要将冷却水引入机房，带来了漏水和结露的隐患。
因此，系统需要的冷却水由一个中间热交换单元提供，确保机房内的冷却水的温度不低于12℃，高于机房的露点温度，防止结露的危险，同时保证冷冻水的流量稳定，确保末端机柜内空气温度的精确控制。
在机房工程和机房管理上，必须防漏水措施和预警管理。
2、制冷系统计算和设备选型机房中28台机柜功率密度为23kW，12台机柜功率密度为12kW，可计算机房设备的最大总发热量为788kW.根据机房场地条件，参考《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）的A级机房的要求：（1）选择40台某公司25kW制冷量的封闭式水冷机柜为高性能计算机设备撒热制冷，并有足够裕量。
（2）热交换单元系统总制冷量应为1.1×788=867kW（1.1为裕量系数），因而选10台100kW热交换单元（CTU）进行冷冻水转换，保证机房内谁系统的安全性。
10台热交换单元分成两组，每组5台100kW热交换单元，承担一半负荷，即14×23+6×12=394W，4主1备运行。
热流密度800热流密度是指单位时间内通过单位面积的热量传递量。
在物理学中，热流密度是热传导的重要参数之一，用于描述热能在物质中传递的快慢程度。
本文将就热流密度800这一具体数值进行阐述，包括其定义、计算方法以及在不同领域的应用。
定义热流密度是指通过单位面积的热传导功率。
单位通常是瓦特/平方米(W/m²)。
热能传递是指由温度较高的物质向温度较低的物质传递热能。
热流密度800表示单位面积内通过的热传导功率为800瓦特。
计算方法要计算热流密度，需要知道热传导功率以及传热面的面积。
传热功率可以通过测量温度差和材料的热传导性来计算。
传热面的面积可以通过测量面积或使用几何公式来计算。
热流密度的计算公式为：热流密度 = 传热功率 / 传热面积应用热流密度800这一值在多个领域中都有应用。
以下将介绍其中几个领域。
电子元器件在电子元器件中，热流密度是一个重要的参数。
高热流密度可能导致电子元器件发热过多，进而影响元器件的性能和寿命。
因此，电子元器件的设计和散热系统需要考虑热流密度。
通过降低热流密度，可以减少元器件的发热量，提高电子设备的性能和可靠性。
火力发电火力发电是一种利用化石燃料燃烧产生蒸汽驱动涡轮发电的方法。
火力发电厂中的锅炉是一个重要的设备，其中高热流密度的运行状态对发电效率和安全性都有重要影响。
热流密度800的设备表示在单位面积内传递的热量非常高，因此需要优化运行参数和散热系统，以确保锅炉的正常运行。
光学器件在光学器件中，热流密度也是一个重要的考虑因素。
例如，在激光工艺中，激光器产生的热量需要及时散去，以免损坏设备。
高热流密度可能导致光学器件的温度升高，从而影响其性能。
因此，在光学器件的设计中需要考虑热流密度，以确保设备的正常运行和性能。
建筑工程在建筑工程中，热流密度的概念也非常重要。
在冬季，建筑物需要保持室内温暖，因此需要供暖系统。
而在夏季，建筑物需要冷却，因此需要空调系统。
在设计供暖和空调系统时，需要考虑热流密度，以确保系统可以提供足够的热量或冷量，并且在热流密度800的条件下运行良好。
电子产品散热结构设计丁耿林发布时间：2021-09-27T06:56:55.631Z 来源：《基层建设》2021年第18期作者：丁耿林[导读] 随着网络化的发展，数据中心在企业中的应用越来越广泛，由于电子产品在当今社会上迅猛发展深圳市英维克科技股份有限公司广东深圳摘要：随着网络化的发展，数据中心在企业中的应用越来越广泛，由于电子产品在当今社会上迅猛发展，人民生活普遍提高，电子产品在人们眼中已成为不可或缺的东西。
元件的数目和功耗急剧增加，从而导致服务器散热阻抗大、热流密度高、散热性能差，严重影响机柜性能，甚至有热失效现象出现。
针对这种现象，目前市场上一般在服务器中使用多颗风扇进行散热，然后再把服务器安装在机柜中，甚至没有通过计算或仿真便在机柜上再次安装风扇对系统进行散热，但此种方法散热成本高、散热效率低，造成浪费。
首先呢，现代工程技术的日益进步和电子计算机的飞速发展对结构力学学科产生了深远的影响。
结构计算电子化后，许多传统的计算方法本身可能已逐步失去实际应用价值，但其相应的基本概念和基本原理在结构分析中仍具有重要的地位和价值。
大型工程结构在各种复杂因素作用下的分析，要求强化结构力学基本概念的综合运用和概念设计的理念。
实际上，力学基本概念和基本原理在工程中的综合运用能力，则正是当代结构工程领域科技人员所应具备的最重要素质。
关键词：结构力学仿真；热仿真；散热；结构热设计引言科技的进步促使当今的终端电子产品集成度越来越高，随着电子产品性能的迅速提升，产品内电子器件运行时所产生的热量也呈现几何级增长，必须迅速散发到环境中（一般为空气），才能避免因温度过高而烧毁电子器件。
本文探讨一种新型散热结构设计，采用板材冲压成型，与发热芯片相接触，使热量通过冲压成型的散热片传导至外部，从而降低产品的工作温度。
一、为什么要进行散热设计在调试或维修电路的时候，我们经常会提到两个词“xx烧了/坏了”，这个其实是有可能有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热xx不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
