用于定标黑体的相变热沉实验研究与数值分析

针对航空器件内部散热效率低的问题,设计一种圆柱形相变热沉,以石蜡为相变材料,通过实验和仿真研究肋片结构对热沉内部瞬态熔化和加热面温度变化的影响.结果表明,增大肋片长度和数目均可使热沉内部温度分布更加均匀、降低热沉加热面温度,但增加内部阀杆直径影响很小.当临界温度较低时,增加肋片在热沉内的占比可延长工作时间.     

大功率LED照明灯散热路径温度场及发光效率研究

针对大功率LED照明灯(以下简称LED灯)内、外热传导路径的温度分布进行了热模拟分析,开发出4种大功率LED灯。通过对4种LED灯PN结导出端温度和散热片平均温度、散热结构的散热表面积及光通量的测量,并经由热阻及温度场模拟研究,得出了散热表面积和PN结温度、热阻以及发光效率间的关系。研究结果表明,大功率LED灯的热阻很大程度上取决于外部装置,设计合理的外部散热结构增大散热表面积,可以有效地降低PN结温度和LED灯的热阻,从而提高大功率LED灯的发光效率及使用寿命。     

某型飞机LED航行灯散热器设计及研究

发光二极管(LED)以其节能、环保、寿命长等出色性能在照明产业得到空前发展,LED已经广泛地运用于航空照明领域。以某型飞机航行灯改装LED灯为研究背景,在原来白炽灯插座基础上设计出LED散热器结构。运用ANSYS Workbench构建三维模型,用其稳态热分析模块进行热仿真。采用实验和有限元数值模拟相结合的研究方法,对LED散热器的散热性能进行了研究。结果表明:该散热器能有效降低LED结温温度,满足LED航行灯的散热要求。     

基于多孔微热沉的大功率LED冷却技术研究

针对大功率发光二极管(Light-emitting diode,LED)具有的高热流通量、表面温度要求严格控制的特点,提出一种新型高效的基于多孔微热沉系统的散热技术来满足大功率LED散热封装的需求。分析多孔微热沉系统的工作原理以及传热特性,基于局部热力学平衡建立多孔微热沉流动与传热的数学模型,并用SIMPLE算法进行数值求解,得出微热沉的温度分布以及影响微热沉性能的一些因素。数值研究表明:在高热流密度下,微热沉散热表面的温度能维持较低水平,即使在热流达到200W/cm2时,散热表面的最高温度才55.2℃;提高工质入口流速可以降低微热沉内的温度以及散热表面的温度水平。多孔微热沉系统能够有效地解决大功率LED的散热问题,提高LED芯片的可靠性与使用寿命。     

弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

高功率LED太阳花式热沉的散热模拟与验证

基于传热理论,研究LED工矿灯冷却模块在自然对流下的散热性能。以降低芯片结温为目的并保证芯片结温在允许范围内,通过数值仿真对太阳花式热沉的结构进行优化。采用控制变量法分析翅片厚度、翅片个数、翅片高度以及空心圆柱厚度对散热的影响。研究结果表明:当太阳花式热沉的翅片厚度为1.2mm,翅片个数为53,翅片高度为62.5mm,空心圆柱厚度为1.5mm时达到最佳散热效果,且仿真结果与实验数据基本一致,验证了该优化方案的可行性。     

LED液冷设计及其小型化控制系统研究

文中为解决大功率发光二级管(Light-emitting Diode,LED)高热流密度及散热不均的问题,设计了仿剑麻形、蛛网形和方形直流道3种拓扑结构冷板.利用热设计仿真分析了3种结构的散热性能,结果发现仿剑麻形流道冷板的散热性能最佳,压降最小.实验测试证实仿剑麻形结构的均温性很好.同时,为了实时监控大功率LED等热...     

基于复合相变热沉的一体化设计

为解决弹载电子设备瞬时大功率工作的散热问题,文中采用膨胀石墨和高碳醇复合材料作为相变材料,对相变热沉与模块盒体进行了一体化设计,并对模块结构进行了优化设计,显著提升了复合相变热沉的散热效能。结果表明,采用复合相变一体化设计后,芯片最高温度由107.7 ℃降至87.3 ℃,仿真结果和试验测试结果的偏差小于3.6%,满足了工程散热需求。该研究可供大功耗弹载电子设备模块结构设计、复合相变热沉设计及优化等参考。     

中等功率X射线源的热设计与热仿真

为了解决中等功率X射线源在长时间工作中,源内电子元件由于温度过高导致工作稳定性下降的问题,通过热力学理论计算,初步确定了射线源的散热方案;运用有限元仿真,使用FloTHERM软件根据实际工况对射线源进行了热仿真计算。经对比可知,热力学理论计算和有限元热仿真对散热方案的选择结果是一致的,通过实际测试证明,散热方案顺利解决了射线源的散热问题。验证了2种热设计方法的可行性,为其他同类设备热设计与热仿真提供了一定的参考。     

大功率LED灯的热分析与热设计

为解决制约大功率LED发展的散热问题,针对一款大功率LED灯具进行了热仿真分析,结果显示芯片结温高达76.23℃,而实际允许的最大结温为80℃。为改善散热效果,提出了如下改进思路:首先对散热片尺寸进行优化设计,并研究了界面材料对LED结温的影响,然后在散热片上加装了热管、风扇以及均温板等装置。研究结果显示,通过采用适当的改进方案能够有效降低灯具结温。     

一种汽车LED前照灯散热器的性能分析及优化

为解决汽车用发光二极管的散热问题,将散热器的结构进行优化,对某LED车灯散热器进行参数化建模,利用仿真软件对每一组散热器进行热力学仿真分析,并结合汽车静止和行驶两种工况,通过改变不同参数的参数值研究该参数对散热器散热效能的影响。根据参数值—温度曲线选定最合适的参数值,以此对散热器进行优化设计。通过实物加工并设计实验平台对仿真计算结果进行实验,验证了优化参数的正确性。     

采用低熔点液态金属工质散热的热沉传热数值模拟

为研究低熔点液态金属散热工质的强化散热机理,针对芯片散热,对热沉内低熔点液态金属镓以及水分别作为散热工质时的层流传热性能分别进行数值模拟,比较分析热沉流道长度、直径、Re数及工质导热系数对热沉散热性能的影响.结果表明,以镓为工质时,芯片温度受流道长度变化的影响较小,随流道直径、Re数的增加而降低:仅在流道长度小于临界长度的较短范围内具有比水更好的冷却效果,且临界长度随Re数的增加而增大;工质导热系数越大,芯片温度降低的程度越来越小.研究结果为合理设计液态金属散热系统提供理论基础.     

针对大功率电子器件的散热仿真

随着热仿真软件的功能逐渐强化,散热设计可采用热仿真软件进行数据分析及优化,从而提高了设计效率,也缩减了开发周期及成本。这里介绍通过热仿真软件而对介于微网与大电网之间的切换保护开关进行散热设计的方法。     

立式加工中心热态有限元分析与实验研究

通过分析主轴运转条件下的发热和散热条件,在考虑结合面热阻的情况下,建立了机床热态有限元分析模型;并利用该模型对机床的发热及其导致的变形进行了仿真分析,设计相关实验验证对该模型进行了验证.实验结果表明该仿真模型可靠性较高,可为机床热态性能优化提供了参考.     

固态体积式真三维立体显示发光二极管投影光源

针对固态体积式真三维立体显示对高亮度和色温可调的要求,设计了采用大功率、单芯片发光二极管(LED)的投影光源。理论计算了投影光源的亮度,结合液晶光阀对不同波长透过率的影响,对理论设计结果进行了修正。考虑寿命、散热等影响因素,提出了采用大功率红绿蓝LED加白光LED的投影光源方案。针对选取的LED发光特性,采用混合集光方法设计了准直器,并进行了仿真和实际测试。测试结果表明:采用准直器后,LED的发散角从±75°减小为±20°。搭建了真三维显示系统样机,测试其屏前亮度达到149cd/m2,且无闪烁,立体感强,但存在视角较小的问题。实验显示,设计的投影光源满足固态体积式真三维立体显示的要求。     

新型热管冷板一体化散热装置的设计与研究

为了有效解决电路芯片热量过高和温度分布不均匀的问题,结合热管强化传热技术与冷板强化散热技术的优点,研制了基于航空电子设备元器件安装空间尺寸的热管冷板散热装置。利用ICEPAK仿真软件对其进行了热仿真分析,通过比较仿真结果所示的温度云图,确定了热管在冷板上的最佳分布情况,并对冷板上的散热翅片进行优化设计。同时,对仿真结果进行了实验验证,结果表明:所设计的热管冷板散热性能和板面均温性良好,能较好地满足设计要求;ICEPAK热仿真软件计算结果与实验验证结果较为接近,在热设计阶段具有可行性。     

基于6SigmaET的软启动器散热研究

散热性能是软启动器设计的重要指标之一。运用6SigmaET热仿真软件，建立软启动器仿真模型，求解得到周期负载作用下的散热器瞬态温度变化趋势以及温度分布。通过仿真结果分析，以及与实验结果对比，进而评估散热方案的可行性，并为选择和优化散热方案提供依据。     

比较几种大功率LED封装基板材料

研究人员往往通过改变热沉材料、改进封装结构和散热结构等方式来解决大功率LED的散热问题。本文采用简化的等效封装模型,对几种基板材料的等效热阻进行计算,用计算结果来进行比较,从而选择出更为合适的可用于封装大功率LED的基板材料。     

基于6SigmaET 的固态功放模块的热设计

文中针对一种4通道Ku频段高功率功放模块进行了结构设计.通过理论分析确定了散热器的结构模型,重点提出了以均热板与散热器相结合的散热方式来提高功放模块内的温度均匀性和散热效率的方法,同时应用专业仿真软件6SigmaET进行了热仿真验证.结果表明,均热板的采用有效降低了功放芯片的温度,热设计过程合理,可为固态功放模块的散热设计提供参考.     

基于SiPM的阵列式X射线背散探测器设计

阵列式探测器是背散射成像设备能够小型化的关键。受限于光电转换器件的灵敏度和转换效率等因素,阵列式探测器设计一直进展缓慢。本文提出使用硅光电倍增管(SiPM)作为核心部件,并从准直器、闪烁晶体和光电转换元件进行阵列背散射探测器设计的新思路。利用X射线特征谱线建立仿真模型,确定闪烁体CSI厚度为1 mm;准直器设计为栅格状,栅格高度4 cm,间隔为6 mm;SiPM尺寸相应为6 mm×6 mm。根据设计结果完成了探测器单个组件的加工,通过实际实验验证设计结果,实验证明合理设计的SiPM可以满足本应用长时、低光照强度以及被探测物体的厚度变化范围较大的要求。