淺析工程設(shè)計中的熱設(shè)計仿真

王嬌妹

摘要：現(xiàn)階段由于我國電子元器產(chǎn)品的功能更加多樣化，也推出了一系列具有多功能、高質(zhì)量的元件，并針對設(shè)備的熱設(shè)計仿真有著更多的解釋。在此情形下，熱設(shè)計仿真技術(shù)應(yīng)當(dāng)保障設(shè)備及內(nèi)部零件有著較高的質(zhì)量，并使內(nèi)部器件的運行效果更加高效。因此，本文首先介紹了熱設(shè)計仿真中的Icepak 軟件，其次講述了熱設(shè)計仿真的流程，最后研究了熱設(shè)計仿真的效果。

關(guān)鍵詞：工程設(shè)計；Icepak 軟件；熱設(shè)計；仿真

當(dāng)前電子元器件在應(yīng)用的過程中，其中比較重要的參考指標(biāo)及因素就是元器件運作時的溫度高低，并且操作人員需要關(guān)注熱設(shè)計仿真的分析過程中，還需要不斷地對熱設(shè)計仿真的工作進行探究。這樣的設(shè)計工作能夠使預(yù)期的熱設(shè)計仿真技術(shù)最終的結(jié)果更加理想化，保障內(nèi)部設(shè)備及器件的高效性，使其壽命得以延續(xù)。所以說，熱設(shè)計仿真人員應(yīng)當(dāng)具備電子元器的軟件設(shè)備 Icepak 軟件的知識，最終使電子元件和設(shè)備具有較高的可靠性。

1 介紹Icepak 軟件

其實對于Icepak 軟件來說，其主要是用以熱分析設(shè)計中的一種軟件，并且在初期實踐中具有較高的應(yīng)用價值，還有效地降低電子產(chǎn)品所具有的熱設(shè)計仿真計算量，在將來還有著寬廣的市場。此外，Icepak 軟件還可以在設(shè)計實踐中實現(xiàn)多種問題的研究、處理，最終保障電子產(chǎn)品熱分析技術(shù)更加高效。Icepak 軟件還有如下幾點特征：

Icepak 軟件有著更快的建模速度，并且還可以幫助模型庫更加全面、多方位，能夠針對電子產(chǎn)品的需求對問題加以處理，使問題具有更好的解決方案及效果。

Icepak 軟件具備過硬的自動生成網(wǎng)絡(luò)的功能，能夠使電子產(chǎn)品具有更高的精度，保障其運行中具有更高的效率。

Icepak 軟件的模型在應(yīng)用過程中往往具備較好的運行效果，能夠幫助模型的構(gòu)建更加具體、高效，最終使電子元器件的問題得到解決。此外，該軟件還有著較強的處理功能作為后盾，能夠使熱分析仿真的數(shù)據(jù)結(jié)果更加清晰。所以說，工程設(shè)計應(yīng)當(dāng)更多地研究熱設(shè)計仿真，并規(guī)范地運用 Icepak 軟件。

2 熱設(shè)計仿真技術(shù)的具體流程

2.1 提出問題階段

生產(chǎn)廠家在設(shè)計某種元器件時，就應(yīng)當(dāng)使其符合國家的生產(chǎn)需求，并在其內(nèi)部安置一定的數(shù)量的元件，但是這些元件在使用過程中往往會由于集成化的原因而造成發(fā)熱等現(xiàn)象。這時技術(shù)人員就需要關(guān)注該產(chǎn)品、設(shè)備的熱設(shè)計是否較為完善，并保障內(nèi)部器件可以在較高溫度下穩(wěn)定運行。此外，技術(shù)人員還需要檢測和考察內(nèi)部器件的安全性、尺寸等，掌握設(shè)備內(nèi)部在運轉(zhuǎn)過程中的使用、發(fā)熱狀況，最終使熱設(shè)計的仿真工作具有更高的效率。

2.2 建立模型階段

現(xiàn)階段熱設(shè)計仿真在操作階段應(yīng)當(dāng)有著 Icepak 軟件的支撐，并針對其中的器件加以檢測，建立起所需的模型，具體應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：

（1）要是電子元件、產(chǎn)品需要有著熱設(shè)計的流程，就應(yīng)當(dāng)將冷卻的方式作為設(shè)備散熱的方法，依照實際情況制定出合理的方案。

（2）電子產(chǎn)品在散熱的過程中，就需要安置在設(shè)備外側(cè)有翅片，這樣能夠使電源內(nèi)部具有高效的散熱功能，在實際情況中還應(yīng)當(dāng)設(shè)計出規(guī)范的尺寸及標(biāo)準(zhǔn)。

（3）電子產(chǎn)品的熱源需要放在電源當(dāng)中，還要根據(jù)實際的散熱情況來真正地實現(xiàn)模式處理的簡易化，并在加速計算的過程中使后面的熱分析仿真技術(shù)達到預(yù)期的效果。同時，電子產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)核算模型應(yīng)用的實踐，并且還應(yīng)當(dāng)使 Icepak 軟件設(shè)定更加科學(xué)化，達到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

2.3 加載初始與邊界條件

如果模型完成了構(gòu)建工作，就應(yīng)當(dāng)使之達到初始及邊界的條件，那么具體條件如下：

（1）熱設(shè)計仿真技術(shù)在選擇氣流時，應(yīng)當(dāng)關(guān)注其中的穩(wěn)態(tài)、紊流。對于穩(wěn)態(tài)來說，主要就是為了將流體的穩(wěn)定的狀態(tài)。那么，Icepak 模型本身就屬于一類穩(wěn)態(tài)模型，流體也具備不一樣的形態(tài)。其中的紊流就是一種邊界的條件，在計算時就需要將此作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

（2）此外，還需要將空氣當(dāng)作流體，并選擇比較普遍、可靠性強的材料，依照熱輻射、重力等因素來確定其對器件造成的影響。

（3）需要與實際情況相結(jié)合，提前預(yù)設(shè)好溫度，并保障設(shè)備運行的溫度處于合理的范圍內(nèi)。此外，技術(shù)人員還需要認識電源、器件的性能來獲取一定的數(shù)據(jù)。

2.4 生成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)

對于器件的模型來說，其往往缺少特殊性的形狀，只需要構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)就可以達到預(yù)期的目標(biāo)。那么，軟件往往會根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定出最大化的網(wǎng)格尺寸，并對其中的主要零件進行Nomal 命令的處理，來達到科學(xué)化的精度。技術(shù)人員往往在完成其設(shè)定之后，就需要執(zhí)行此類的命令，最終保障熱分析仿真模型中的網(wǎng)格達到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，如果軟件當(dāng)中的網(wǎng)格數(shù)較多就會使后期的計算難度提升，還會使其精確度有著降低。

2.5 具備科學(xué)的計算結(jié)果

熱設(shè)計仿真人員往往在使用 Icepak 軟件的過程中，會選取迭代法作為主要的方式，并在其計算機中生成立體式的模型參差的曲線，并計算出曲線的是否收斂，最終獲取精確的計算結(jié)果。那么，設(shè)計人員在進行該工作時，應(yīng)當(dāng)依照著器件的不同類別和使用狀況來處理和研究熱分析仿真，并使結(jié)果與預(yù)期相匹配。此外，熱分析軟件在運用時，還應(yīng)當(dāng)對結(jié)果進行輸出及分析，最終在可視化的處理中得到最終的結(jié)果。那么元器件和設(shè)備就需要在具備溫度分布云圖或者風(fēng)速圖，這樣才可以讓器件和機箱中的溫度空氣流動狀況與預(yù)期一致，并在熱分析軟件設(shè)置的基礎(chǔ)上，與元器件的需求相符合，最終電子元器件的性能更加完善。在充分對熱分析仿真計算進行運用之后，就會讓發(fā)熱率得到降低，保障元器件的運轉(zhuǎn)較為高效，有更高的工程水平和基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著電子元器件在眾多領(lǐng)域都得到廣泛地應(yīng)用，其內(nèi)部核心問題應(yīng)當(dāng)受到積極地解決和改善，尤其是內(nèi)部器件發(fā)熱問題，需要得到相關(guān)設(shè)計人員的科學(xué)處理。那么，技術(shù)人員就需要在進行工程設(shè)計的過程中，明確所需要的熱設(shè)計仿真流程，根據(jù)生產(chǎn)要求對設(shè)備的性能進行提高和增強，以此來推動熱分析軟件在實際操作中的利用，最終得到更高質(zhì)量的電子元器件。

參考文獻

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[2] 渠向東，陳竹寧，王浩州，等.某處理機的熱設(shè)計仿真與試驗分析[J].電子世界，2017（3）：34-35.

（作者單位：珠海全志科技股份有限公司）