Разработка методики проектирования ребристо-пластинчатых радиаторов радиоэлектронных устройств

• Автор: Маниленко, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Анализ метода охлаждения электронной аппаратуры с использованием воздушных радиаторов
1.1 Анализ методов охлаждения РЭС
1.2 Анализ методов расчета ребристых радиаторов
1.2.1 Расчет температурного поля пластины
1.2.2 Расчет температурного поля ребра
1.3 Тепловой расчет радиаторов на основе известных коэффициентов теплоотдачи
1.4 Методы и средства численного анализа тепловых характеристик радиаторов
1.4.1 Методы численного анализа и программные средства
их реализации
1.4.2 Особенности численного анализа радиаторов в СКЭА
Выводы к главе
2 Разработка алгоритмов для подсистемы автоматизированного анализа радиаторов
2.1 Разработка алгоритма расчета ребристо-пластинчатых радиаторов
2.1.1 Анализ особенностей выполнения расчетов ребристопластинчатых радиаторов в СКЭА
2.1.2 Проектирование алгоритма численного анализа
2.2 Синтез численно-аналитического метода для подсистемы САПР
Выводы к главе
3 Разработка подсистемы САПР инженерного анализа ребристопластинчатых радиаторов на основе численного моделирования
3.1 Методика подготовки данных для инженерного анализа
3.2 Разработка программы подсистемы САПР для анализа однотипных
модулей
Выводы к главе

4 Экспериментальные исследования и результаты внедрения
4.1 Исследование радиаторов воздушного охлаждения с гофрированной вставкой
4.2 Тестирование математической модели и алгоритма расчета ребристопластинчатых радиаторов
4.3 Результаты внедрения работы при расчете номенклатуры радиаторов
воздушного охлаждения силовых модулей
Выводы к главе
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Современные промышленные изделия различного назначения невозможно представить без применения радиотехнических устройств. Предъявляемые к ним жесткие требования по стойкости к температурным воздействиям в значительной мере влияют также и на содержащиеся в них системы. Например, отклонение температуры от допустимых пределов может повлечь за собой необратимые структурные изменения. Кроме того, повышенная температура снижает диэлектрические свойства материалов, ускоряет коррозию конструкционных и проводниковых материалов, значительно изменяет параметры работы полупроводниковых приборов. Также различие в коэффициентах линейного расширения может привести к разрушению залитых компаундами конструкций, корпусов
полупроводниковых приборов и их кристаллов, нарушению электрических соединений, изменению характера посадок, ослаблению креплений. Следовательно, повышенная температура значительно снижает надежность устройств. Так увеличение температуры полупроводникового прибора в рабочем диапазоне на 20% повышает интенсивность отказов в 3 раза [7].
Источником тепла в условиях современных технологий, часто выступают мощные полупроводниковые электрорадиоэлементы. По функциональному назначению эти приборы могут быть как цифровыми вычислительными устройствами, так и различного рода усилителями, элементами коммутации высоких напряжений и токов, элементами радиотрактов, дискретными элементами, выделяющими при работе значительную тепловую мощность. Для обеспечения теплового режима применяются различные методы. Выделяют воздушные, испарительные, жидкостные, кондуктивные, радиационные, специальные и комбинированные системы охлаждения. Теоретическая разработка применения различных устройств интенсификации теплообмена проводится как в России, так и за рубежом, в частности такие сведения приводятся в работах Дульнева Г.Н., Роткопа Л.Л

1 '* ’ r» ( f
категории CAE (Computer Aided Engineering) программного обеспечения, применяемого при проектировании машиностроительных, строительных и других конструкций. Эта категория программного обеспечения занимает прочное место в списке CAD/CAM/CAE/G1S/ PDM, продуктами из которого в том или ином виде пользуется большинство инженеров во всем мире.
Ansys- широко известный и распространенный среди инженеров-исследователей пакет, позволяющий решать различные задачи моделирования различных физических процессов: тепловых, гидро-
газодинамических, механических, электромагнитных [36].
В ранних версиях (до 11) система имела предельно общий функционал и была нацелена на решение широкого круга задача без уклона в какую-либо отрасль. Вследствие такой общности работа с системой была сложна и проведение анализа требовало от пользователя глубоких знаний как принципов функционирования самой системы, так и в целом особенностей МКЭ. В последе время наметилась тенденция к разработке специализированных оболочек для решения отдельного класса задач. Так, в частности, в версии 11 имеется оболочка WorkBench, представляющая пре-постпроцессор с графическим интерфейсом для решения задач механики, теплопроводности, магнитостатики; Flotran- оболочка для решения задач гидро- газодинамики и теплообмена; IcemCFD- также предназначенная для решения задач истечения газов и жидкостей. Также для версии 12 возможно приобрести оболочку Icepack, ориентированную на проведение теплового расчета электронных устройств различной сложности. Для продуктов Ansys публикуется сертификат о прохождении тестирования реализованного метода конечных элементов в сравнении с реальными процессами, оценивается точность получаемых в системе решений.
COSMOSFlowWorks - одно из дополнений серии COSMOS для SolidWorks. Эта система позволяет решать задачи газодинамики для конструкций, модели которых разработаны или импортированы в систему SolidWorks. Интеграция в широко распространенную САПР с одной стороны