【摘要】： 熱分析和熱設(shè)計技術(shù)已成為現(xiàn)代電子設(shè)備設(shè)計和研究過程中一個重要研究課題。采用數(shù)值仿真方法分析電子設(shè)備的熱特性是熱分析研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容,目前基于有限容積法的熱仿真軟件已廣泛應用于電子設(shè)備設(shè)計開發(fā)中,通過對此類軟件的應用,使產(chǎn)品在研發(fā)期間就能發(fā)現(xiàn)缺陷并提出更改方案。基于此,本文以2U機架式服務(wù)器為研究對象,對其熱特性的數(shù)值建模方法進行了研究,并采用優(yōu)化設(shè)計方法對初始方案進行了優(yōu)化設(shè)計,具體工作如下: (1)研究了熱設(shè)計數(shù)值仿真分析技術(shù)的建模方法和建模理論。描述了一階迎風格式對控制方程的離散過程,基于交錯網(wǎng)格的SIMPLEST算法建立和求解過程以及紊流模型的建模過程。 (2)對服務(wù)器熱仿真模型的建模方法進行了研究。討論了環(huán)境因素對服務(wù)器散熱的影響,明確了求解域的設(shè)置,通過分析指出了采用厚型壁對機箱進行建模原因,研究了PCB板建模方法并分析了其不足,給出了封裝芯片的熱網(wǎng)絡(luò)簡化模型的建模方式;研究了影響打孔板熱流特性的因素給出了其設(shè)置方案;介紹了風扇的建模過程;討論了體積阻尼對電源建模的影響;通過分析指出了網(wǎng)格劃分對散熱器實體模型熱仿真計算的重要性;討論了仿真求解過程中常見問題,并提出了解決這些問題的方法�？疾炝瞬煌闪髂Ｐ蛯Ψ抡娼Y(jié)果的影響以及熱輻射對服務(wù)器熱特性的影響。 (3)通過分析風扇出口與芯片之間的距離對前端兩芯片熱特性的影響,確定前端芯片布局方案。采用基于試驗設(shè)計的循序優(yōu)化對后部芯片的位置進行優(yōu)化設(shè)計,使后部芯片散熱效率大幅提高。 (4)論述了散熱器設(shè)計原理和方法,分析了不同形式的散熱器在服務(wù)器上的應用效果,提出直肋散熱器適合采用的優(yōu)勢,分析了材料和散熱器底板厚對散熱器效率的影響,簡述了響應面法的基本理論,并通過響應面優(yōu)化對肋片結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,使得服務(wù)器散熱效率得到進一步提高。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP368.5
【圖文】：

為此，本文以二維問題為例對該過程進行說明，圖 2-2 給出了交錯網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)及其編碼方式[22]。圖中，實線表原始計算網(wǎng)格線，實心圓點表計算節(jié)點（主控制體積的中心），虛線表主控制體積界面。位置（i， J）處的關(guān)于速度i ,Ju 的動量方程的離散形式為( )i , J i , J nb nb I 1, J I , J i , J i ,Ja u a u P P A b = ∑ + +（2-9）式中，Ai，J是 u 控制體積東界面或西界面面積，b 為不包括壓力在內(nèi)的 u 動量方程的源項部分，對于穩(wěn)態(tài)問題，參考式（2-8）有：i ,J uC nb = S ΔV （2-10）式中，SuC可以線性分解為 Su= SuC+ SuPuP。

第三章 服務(wù)器的數(shù)值建模方法研究本文研究對象為 2U 機架式服務(wù)器，它包含硬盤、風扇、PCB 板、帶散熱器的 CPU 芯片以及電源，其結(jié)構(gòu)見圖 3-1。其中硬盤位于機箱進氣口，以 3 個 1 組固定在硬盤支架上；散熱風扇固定在風扇支架上，位于硬盤出風口；風扇之后左為帶散熱風扇的電源，右為帶 4 個 CPU 芯片的主板，芯片上裝有散熱器。各主構(gòu)件特性參數(shù)見表 3-1。

端芯片編號為 1。邊界條件設(shè)置溫度與流體流體溫度設(shè)置進行仿真求解，首先要對整個求解域的外部環(huán)境條件進行包括：外部環(huán)境溫度、外部環(huán)境壓力、外部輻射溫度（如果采用強迫風冷進行散熱還涉及到對紊流動能和紊流的耗溫度的設(shè)置具有如下作用：（1）通過進氣扇或通風孔或橫部的氣流溫度；（2）默認情況下，浮力的參考溫度；（3）初始溫度。對于單個風扇或氣孔，也可以設(shè)置局部進氣溫度在開式機箱上的應用。在氣流出口處，離開機箱的氣流此時，外部環(huán)境溫度對氣流溫度的影響不大。

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 何偉;電子設(shè)備散熱特性分析與仿真方法研究[D];電子科技大學;2011年

2 張倩;服務(wù)器氣動噪聲仿真方法研究與降噪設(shè)計[D];電子科技大學;2011年

3 汪淇;高密度服務(wù)器的熱特性分析及其熱設(shè)計[D];電子科技大學;2010年

4 張曉燕;基于熱聲效應數(shù)值模擬的熱聲制冷機設(shè)計研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2011年

5 胡鵬舉;熱聲制冷機制冷機制數(shù)值模擬研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2012年

6 高山;電路組件熱仿真建模方法研究與熱設(shè)計[D];電子科技大學;2013年

本文編號：2789933