【摘要】： 熱分析和熱設(shè)計(jì)技術(shù)已成為現(xiàn)代電子設(shè)備設(shè)計(jì)和研究過程中一個(gè)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(yīng)用于電子設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)中,通過對(duì)此類軟件的應(yīng)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�；诖�,本文以2U機(jī)架式服務(wù)器為研究對(duì)象,對(duì)其熱特性的數(shù)值建模方法進(jìn)行了研究,并采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)初始方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),具體工作如下: (1)研究了熱設(shè)計(jì)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(fēng)格式對(duì)控制方程的離散過程,基于交錯(cuò)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(duì)服務(wù)器熱仿真模型的建模方法進(jìn)行了研究。討論了環(huán)境因素對(duì)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(duì)機(jī)箱進(jìn)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(jiǎn)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(fēng)扇的建模過程;討論了體積阻尼對(duì)電源建模的影響;通過分析指出了網(wǎng)格劃分對(duì)散熱器實(shí)體模型熱仿真計(jì)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。考察了不同紊流模型對(duì)仿真結(jié)果的影響以及熱輻射對(duì)服務(wù)器熱特性的影響。 (3)通過分析風(fēng)扇出口與芯片之間的距離對(duì)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(yàn)設(shè)計(jì)的循序優(yōu)化對(duì)后部芯片的位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使后部芯片散熱效率大幅提高。 (4)論述了散熱器設(shè)計(jì)原理和方法,分析了不同形式的散熱器在服務(wù)器上的應(yīng)用效果,提出直肋散熱器適合采用的優(yōu)勢(shì),分析了材料和散熱器底板厚對(duì)散熱器效率的影響,簡(jiǎn)述了響應(yīng)面法的基本理論,并通過響應(yīng)面優(yōu)化對(duì)肋片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使得服務(wù)器散熱效率得到進(jìn)一步提高。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP368.5
【圖文】：

為此，本文以二維問題為例對(duì)該過程進(jìn)行說明，圖 2-2 給出了交錯(cuò)網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)及其編碼方式[22]。圖中，實(shí)線表原始計(jì)算網(wǎng)格線，實(shí)心圓點(diǎn)表計(jì)算節(jié)點(diǎn)（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(dòng)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(dòng)量方程的源項(xiàng)部分，對(duì)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(duì)象為 2U 機(jī)架式服務(wù)器，它包含硬盤、風(fēng)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(jī)箱進(jìn)氣口，以 3 個(gè) 1 組固定在硬盤支架上；散熱風(fēng)扇固定在風(fēng)扇支架上，位于硬盤出風(fēng)口；風(fēng)扇之后左為帶散熱風(fēng)扇的電源，右為帶 4 個(gè) 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(hào)為 1。邊界條件設(shè)置溫度與流體流體溫度設(shè)置進(jìn)行仿真求解，首先要對(duì)整個(gè)求解域的外部環(huán)境條件進(jìn)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(qiáng)迫風(fēng)冷進(jìn)行散熱還涉及到對(duì)紊流動(dòng)能和紊流的耗溫度的設(shè)置具有如下作用：（1）通過進(jìn)氣扇或通風(fēng)孔或橫部的氣流溫度；（2）默認(rèn)情況下，浮力的參考溫度；（3）初始溫度。對(duì)于單個(gè)風(fēng)扇或氣孔，也可以設(shè)置局部進(jìn)氣溫度在開式機(jī)箱上的應(yīng)用。在氣流出口處，離開機(jī)箱的氣流此時(shí)，外部環(huán)境溫度對(duì)氣流溫度的影響不大。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2011年

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

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

4 張曉燕;基于熱聲效應(yīng)數(shù)值模擬的熱聲制冷機(jī)設(shè)計(jì)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2011年

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

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

本文編號(hào)：2789933