一、基礎理論與熱流體分析原理
1. 電子散熱理論
? 熱傳遞三模式:熱傳導(傅里葉定律)、對流(牛頓冷卻方程)、輻射(斯蒂芬-玻爾茲曼定律)13。
? 熱阻網絡分析:接觸熱阻、材料熱阻、散熱路徑優化15。
? 冷卻方式選擇:自然對流、強迫風冷(風扇曲線擬合)、液冷(微通道設計)、相變冷卻13。
2. 流體力學基礎
? 湍流模型選擇:零方程模型(快速收斂)、k-ε模型(高精度)、大渦模擬(瞬態分析)45。
? 邊界層理論:Y+控制、壁面函數設置(增強壁面處理)14。
二、前處理與建模技術
1. 幾何建模與簡化
? CAD修復:刪除非關鍵特征(倒角/小孔)、中面抽取(薄壁結構)、對稱切割(1/4模型)13。
? 特殊對象建模:
■ PCB板:各向異性導熱率設置(平面與法向導熱差異)1。
■ 散熱器:參數化翅片設計(間距/厚度優化)13。
■ 風扇/開孔:Grille對象(局部阻力系數設置)1。
2. 網格劃分策略
? 網格類型:六面體(冷板流道)、四面體(復雜電子元件)、非連續網格(局部加密)13。
? 質量控制:雅可比系數(<0.7)、膨脹層(邊界層網格)、曲率自適應加密14。
三、求解設置與多物理場耦合
1. 邊界條件與求解器配置
? 熱源定義:功率密度(W/m3)、瞬態熱源(時間步長設置)1。
? 流動模型:自然對流(Boussinesq近似)、強迫對流(風扇PQ曲線導入)14。
? 輻射模型:離散坐標法(DO模型)與表面發射率設置15。
2. 流-固耦合分析
? 共軛傳熱(CHT):流體域與固體域耦合求解(溫度場雙向傳遞)15。
? 案例:液冷板流道優化(流速-壓降-溫度場協同分析)13。
四、后處理與行業應用
1. 結果分析與優化
? 溫度/流場可視化:云圖(峰值溫度定位)、流線圖(渦流識別)、瞬態動畫13。
? 關鍵參數提取:熱阻計算、Nusselt數(對流換熱效率評估)15。
? 參數化優化:散熱器尺寸敏感性分析、拓撲優化(輕量化設計)13。
2. 行業案例庫
? 電力電子:IGBT模塊液冷系統(微通道設計)1。
? 數據中心:機柜風冷布局優化(熱回流抑制)3。
? 新能源汽車:電池包熱管理(相變材料耦合分析)15。
五、培訓形式與資源
? 授課方式:理論30% + 案例實操70%(提供機箱風冷、液冷板等模型文件)13。
? 適用對象:熱設計工程師、CAE分析師、高校研究人員。