本文選題：相控陣天線 + 熱控��； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著相控陣天線一體化集成度的不斷提高,天線陣面的熱控問題受到了極大的關(guān)注,微小流道冷板是解決相控陣天線高散熱量問題的有效手段之一。冷板中微小流道的跨尺度建模會使冷板局部區(qū)域集聚大量高密度、微尺度的網(wǎng)格,從而急劇增加模型網(wǎng)格數(shù)量,導(dǎo)致計(jì)算效率降低,數(shù)值仿真難度增大。為減小模型熱流數(shù)值計(jì)算的復(fù)雜性,本文主要研究內(nèi)容如下:(1)微小流道等效建模方法研究。忽略微小流道的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對微小流道原始模型進(jìn)行等效建模,降低網(wǎng)格數(shù)量,提高運(yùn)算效率。推導(dǎo)微小流道的熱阻和流阻擬合計(jì)算公式,得到微小流道熱參數(shù)(熱阻和流阻)的影響因素。在等效建模過程中考慮模型流體速度,并且對原始模型熱參數(shù)進(jìn)行修正,得到等效模型熱參數(shù)的計(jì)算方法。(2)微小流道熱流特性分析。分別分析了微小流道熱沉結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的熱參數(shù)和等效精度。微小流道熱沉結(jié)構(gòu)的結(jié)果表明本文熱參數(shù)擬合計(jì)算公式與模型理論分析和數(shù)值結(jié)果的吻合度較好,等效計(jì)算精度較高。并且利用微小流道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等效分析結(jié)果指出該方法具有較強(qiáng)的適用性。此外計(jì)算了擴(kuò)散熱阻和等效模型組合方式對等效計(jì)算精度的影響,為天線陣面等效分析奠定基礎(chǔ)。(3)相控陣天線熱分析與熱設(shè)計(jì)。研究天線陣面的熱仿真方法,并為共形陣天線陣面設(shè)計(jì)了一種分段式陣面流道結(jié)構(gòu)。并對陣面中采用樹型和平直型微小流道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生的陣面的溫度、壓強(qiáng)等仿真數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比和分析。陣面的多組微小流道等效建模分析結(jié)果表明,等效建模方法可以大幅降低模型計(jì)算成本,提高網(wǎng)格質(zhì)量,并且等效模型不會導(dǎo)致天線陣面相對的散熱性能和流道壓降數(shù)值計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)明顯的差異。(4)熱控冷板數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。將微小流道等效建模方法應(yīng)用于冷板熱性能分析,對比冷板熱性能參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與等效模型以及原始模型的分析結(jié)果。兩種模型的仿真結(jié)果都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近,驗(yàn)證了本文方法的有效性和可靠性。
[Abstract]:With the increasing integration of phased array antenna, the thermal control problem of antenna surface has received great attention. The micro-channel cold plate is one of the effective methods to solve the high heat dissipation problem of phased array antenna. The cross-scale modeling of the micro-channel in the cold plate will make the local area of the cold plate gather a large number of high-density, micro-scale meshes, thus increasing the number of the model meshes rapidly, resulting in the reduction of computational efficiency and the difficulty of numerical simulation. In order to reduce the complexity of numerical calculation of heat flux, the main contents of this paper are as follows: 1) the equivalent modeling method of micro channel. In order to reduce the number of meshes and improve the computational efficiency, the original model of micro-channel is modeled equivalent to the topology of micro-channel. The thermal resistance and flow resistance fitting formulas of micro runner are deduced, and the influence factors of thermal parameters (thermal resistance and flow resistance) are obtained. In the process of equivalent modeling, the fluid velocity of the model is taken into account, and the heat parameters of the original model are modified to obtain the calculation method of the heat parameters of the equivalent model. The thermal parameters and equivalent accuracy of micro channel heat sink structure and topology structure are analyzed respectively. The results of the micro-channel heat sink structure show that the fitting formula of the thermal parameters is in good agreement with the theoretical analysis and numerical results of the model, and the equivalent calculation accuracy is higher. The results of the equivalent analysis of the topological structure of the microchannel show that the method is applicable. In addition, the effect of diffusion thermal resistance and equivalent model combination on the accuracy of equivalent calculation is calculated, which lays a foundation for the equivalent analysis of antenna array surface and the thermal analysis and thermal design of phased array antenna. The thermal simulation method of antenna array surface is studied, and a segmented channel structure is designed for conformal array antenna array surface. The simulation results of the temperature and pressure of the array surface generated by the topological structure of the tree-shaped and the flat micro-channel in the plane are compared and analyzed. The results of multi-group micro-channel equivalent modeling analysis show that the equivalent modeling method can greatly reduce the computational cost of the model and improve the mesh quality. And the equivalent model will not lead to obvious difference between the relative heat dissipation performance of antenna array surface and the numerical results of channel pressure drop. 4) numerical calculation and experimental verification of thermally controlled cooling plate. The micro-channel equivalent modeling method is applied to the analysis of the thermal performance of the cold plate. The experimental results of the thermal performance parameters of the cold plate are compared with the results of the equivalent model and the analysis results of the original model. The simulation results of the two models are close to the experimental results, which verify the validity and reliability of the proposed method.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN821.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1913009