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高密度密闭电子设备热设计及其结构优化

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文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1课题来源、背景及意义

1.1.1课题来源

1.1.2课题背景

1.1.3课题意义

1.2国内外发展概况及发展趋势

1.2.1国内外电子设备热设计发展概况

1.2.2电子设备热设计发展趋势

1.3本文主要工作

1.3.1技术难点

1.3.2论文工作及预期目标

第二章数值传热理论研究与有限容积法计算温度场

2.1热分析与数值传热理论基础

2.1.1流体力学基础方程——N-S方程

2.1.2热量传递控制方程

2.2数值法求解温度场

2.2.1数值法概述及其基本思路

2.2.2 FEM、FDM、FVM数值法对比

2.2.3数值法网格划分技术

2.3有限容积法求解温度场方程的建立

2.3.1积分控制方程的建立

2.3.2积分控制方程的离散化

2.3.3积分控制方程的线性化

2.3.4积分控制方程的求解

第三章高密度密闭电子设备热设计

3.1高密度密闭电子设备结构特点与边界条件

3.1.1高密度密闭电子设备结构特点

3.1.2高密度密闭电子设备边界条件

3.2整机热源分析与网络传热模型

3.3高密度密闭电子设备热设计

3.4整机初始模型简化与数值仿真

3.4.1整机模型简化

3.4.2整机初始简化模型数值仿真

第四章密闭机箱散热器设计与优化

4.1密闭箱体散热器设计与优化初探

4.1.1密闭箱体散热肋片设计

4.1.2密闭箱体散热肋片优化

4.2遗传算法在优化设计中的应用

4.2.1遗传算法基本思想

4.2.2遗传算法的具体操作

4.3基于遗传算法的机箱散热器结构优化与数值仿真

4.3.1散热器优化目标函数的建立

4.3.2密闭机箱散热肋片优化与数值仿真

第五章高密度密闭电子设备整机散热方案设计与结构优化

5.1密闭箱体内高温元器件散热方案设计

5.1.1芯片110、1145、8245导热板数值计算

5.1.2芯片110、1145、8245导热板结构优化

5.1.3 PSU模块散热处理

5.2整机散热方案分析与优化

5.3实验数据对比及分析

第六章结束语

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

研究成果

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摘要

通过对某便携式高密度密闭电子设备的热设计实践,全面深入的讨论了密闭设备结构热设计中的设计思想及一些具体散热结构优化方案。 本文讨论了数值传热学、计算机流体力学和基于有限容积法计算温度场在高密度密闭电子设备热设计与结构优化中的工程实际应用:分析了有限容积法求解温度场的积分控制方程的建立、离散、线性化与求解过程;阐述了该密闭设备结构特点和边界条件,并做了整机热源分析和电类比网络传热模型的建立,同时对整机初始模型进行了简化与数值仿真,对仿真结果进行了分析;采用基于数值传热计算的遗传算法与数值仿真相结合的设计方法建立了密闭箱体散热器的结构优化目标函数,并且运用热仿真软件对密闭箱体散热器进行了结构优化;利用数值传热学和计算机流体力学估算出各个关键组件导热板的尺寸大小,并通过数值仿真法确定出导热板的最优结构尺寸。 结合以上改进优化方案,运用Flotherm专业热分析软件对整机不同散热结构进行了热仿真分析,通过对多种优化结构模型的计算分析,确定出最优散热设计改进方案,并采用热电阻测试方法对实际样机进行测试;最终将热仿真结果与实际热测量数据进行对比论证,做出误差分析,从而更有效的论证了最优散热方案的正确性。

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