材料等效导热系数分布的红外定量检测

为了促进红外检测技术在材料导热系数检测上的研究,提出了依据相位为识别条件的共轭梯度反演算法。针对研究问题,建立了二维导热问题下的材料等效导热系数分布的红外检测模型,应用有限体积法计算出检测表面的温度分布,经FFT(Fast Fourier Transform)变换,得到检测表面的相位分布,以此相位为识别条件,采用共轭梯度算法实现了对材料等效导热系数分布的定量检测,并采用数值实验验证了检测方法的有效性。     

基于Non-Fourier导热模型的多芯片组件基板热分析研究

随着电子产品的尺寸和重量日趋变小,经典Fourier理论已经不能很好地解决实际问题。为了使理论结果尽可能准确地反映实际情况,需要用到Non-Fourier导热模型。首先,建立了三维多芯片组件的Fourier和Non-Fourier导热模型;其次,采用有限差分方法求解相应模型的传热方程,得到了温度分布和温度响应;最后,使用有限元热分析软件ICEPAK建立了相应的热分析模型并进行计算。实验结果表明,与经典的Fourier模型相比,Non-Fourier模型更加接近实际温度,且温度场进入稳态的时间较长,热耦合的现象也更强。     

瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨

讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围,对研究工程中瞬态导热问题(如激光处理,电子束处理等)有重要意义.     

瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨

讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围,对研究工程中瞬态导热问题(如激光处理,电子束处理等)有重要意义。     

导热硅脂的妙用

导热硅脂是一种具有较好的导热性和电气绝缘性的物质。其使用温度范围较广,在电气领域里有较广泛的应用。现介绍它的几种妙用。1.将导热硅脂均匀地涂在小型电机定子线圈与外壳之间,使线圈产生的热通过导热硅脂传递到定子外壳,从而改善电机的散热条件,     

管壁减薄的红外检测方法研究

对红外检测管壁减薄建立了物理和数学模型,提出了通过测量外壁面温度计算管壁厚 度的计算方法。通过红外热像仪的测温误差计算公式,引进了安全系数,提高了检测管壁减薄的可靠性。分析发现:通过测量管道外壁面的温度变化,可以判断细微的管壁厚度变化。在相同的外壁面温度和相同流体温度条件下,管壁当量导热系数越低或管内流体的导热系数越低,管道减薄越严重。     

某型号惯性导航系统内减振器导热路径优化仿真

通过有限元仿真计算,对某型号惯性导航系统内减振器在开放和密封环境下的导热性能进行了分析.针对导热不良的仿真结论,设计了一种铜导热带,完成了该导热带的导热性能仿真,得到了量化结果,为改善系统散热条件、降低温度对惯性导航系统精度的影响,进行了有益的探索,具有较高的实用价值.     

缺陷对红外测温反推内壁温度的影响分析

利用红外热像仪获得外壁温度,在简化的一维模型下反推内壁温度。分别分析了壁内存在缺陷,考虑缺陷内的空气对流换热及表面辐射对反推内壁温度的影响。反推的内壁温度大小与缺陷厚度成线性变化,而随着缺陷内介质导热系数的增加成非线性下降趋势,缺陷位于壁内时位置的影响可忽略。考虑缺陷内空气对流换热的影响下得出的温度与纯导热条件下得出的温度存在较大误差,辐射的影响可以忽略不计。结论对于实际工程中准确确定内壁温度有一定的指导作用。     

大口径倍频晶体高精度温控装置的研制

非临界相位匹配条件下,为保证大口径倍频晶体具有较高的温度稳定性与一致性,在全口径范围内实现最优的倍频转换效率,设计了一种采用电加热方法进行高精度温度控制的装置。在装置设计中,充分考虑倍频晶体导热系数小、形状薄而大的特点,通过热传导加热倍频晶体,并同时加热装置其他部分,形成自然对流,均衡晶体温度。通过仿真和实验得到该装置温度分布的整体规律,得到在不同加热长度下,晶体稳定温度及稳定所需时长随晶体材料导热系数变化的规律。实验和仿真均表明:该装置能加热80 mm口径的倍频晶体至目标温度,并将其温度一致性控制在0.15℃范围内。     

基于Levenberg-Marquardt算法的异步电机转子温度测量算法研究

以一台Y100L-2型电机为研究对象,建立转子二维导热模型。在此基础上通过测量电机输出轴表面温度和端部循环空气的温度,利用修正后的L-M(Levenberg-Marquardt)算法对异步电机转子温度进行导热反计算。仿真计算结果显示:反演计算的转子轴部温度与实验测量结果、Ansys仿真计算的结果是一致的,为实际工程应用中电机转子温度的测量和分析提供了一种新的思路和方法。     

导热涂层对LED散热性能的影响

研究了导热涂层对不同发光颜色、不同封装数量的水下密闭环境下应用的发光二极管(LED)散热情况的影响,结果表明:红色LED的温度上升最慢,蓝色次之,绿色LED的温度上升最快;封装数量越多,LED的温升越快;在LED系统集成电路板上加入导热涂层能提高其散热效率,高导热率涂层的散热效果优于低导热率涂层.     

外部冷却条件对激光熔凝Ni-Sn合金反常共晶形成的影响

分别对置于铜、钛及耐火砖导热台上的Ni-33%Sn(质量分数,下同)合金进行激光熔凝实验,以研究不同的导热条件下激光重熔对Ni-33%Sn合金微观组织的影响。结果显示,在Ni-33%Sn合金试样被熔透的条件下,三种不同导热台上试样微观组织比较相似,熔池底部均产生了反常共晶组织,并且铜台上试样反常共晶区域明显大于其他两种导热台。分析认为,试样熔池底部的自由形核及快速生长导致了反常共晶的产生,而熔池两侧的外延生长行为以及熔池底部在经历高速自由形核生长后的外延生长条件的建立,使得只能在熔池底部的小区域内形成反常共晶。铜导热台由于具有更大的导热系数使得铜台上试样在底部有更大的冷却速率,从而获得更大的形核区域,所以该导热台上试样底部反常共晶区域要大于其他两种导热台的共晶区域。     

红外加热中物料内部温度场的数值分析

对红外加热技术中物料内部出现温度峰值的条件及响影因素作了探讨,采用了导热与辐射非稳态复合换热的一维模型,对红外加热均匀物性的干物料内温度场作了数值计算。结果表明,物料内部出现温度峰值的主要原因是辐射,并且只有在下列条件同时满足时物料内部才可能出现峰值;(1)表面存在投射辐射;(2)物料表面的透射率不等于零;(3)物料为半透明物料;(4)物料加热表面受到对流冷却,并讨论了物料的吸收系数,折射率,导热系数,换热系数,物料表面辐射特性对温度场的影响。     

散热结构拓扑优化目标函数适用性讨论

工程实际中存在不同的散热需求,合理选择散热性能描述指标,是实现散热结构最优设计的关键.以密度法为基础,针对典型的均匀生热及非均匀生热工况,分别以散热弱度、算术平均温度、几何平均温度、温度梯度及温度标准差五种散热结构拓扑优化目标函数进行计算.通过比较最优结构中的平均温度、最高温度、温度梯度、温度标准差和散热弱度等温度特征指标,总结得出各目标函数对不同工况的适用性,以便在实际工程应用时,在高导热材料给定的条件下,快速准确地选择出具有针对性的目标函数,设计出符合实际工程要求的散热效果最佳的散热通道.     

导热凝胶（HeatPath）—新型高效导热产品

导热凝胶是一种新型高效导热材料，热阻低，绝缘性能好，所需工作压力小，稳定性好，附着力强，界面几何条件要求低，可重复使用，本文以美国瑞侃公司的产品为例，介绍了导热凝胶的特点，并与其它导热材料进行了对比。     

基于45 nm技术的ULSI互连结构的温度模拟

应用自行建立的准二维简化模型，计算了三种基于45nm节点技术的ULSI九层低介电常数介质互连结构的温度升高。与ANSYS的分析对比表明，简化模型误差为7．7％。三种互连结构中，结构Ⅲ设计具有最佳的散热能力，不仅工作时绝对温升小，而且随衬底温度和介质导热系数的温升加大也小；结构Ⅰ的散热能力良好，结构Ⅲ最差。对三种互连结构的尺寸分析表明，层间介质的厚度对互连系统的温升影响大，必须在电学模拟和温度模拟完成后找到一个最佳厚度值，以保证既有好的散热条件，又有利于减小RC延迟。互连结构的温升随电介质导热系数的减小呈二阶指数升高，特别当介质导热系数小于0．1W／℃·m时，互连结构设计将会成为器件温升和系统可靠性的关键所在，引入新技术或许势在必行。     

以PI为基底的金薄膜导热导电性能研究

实验利用瞬态电热技术测量出镀在聚酰亚胺(PI)基底表面的6. 4 nm金薄膜面内方向的导热系数、导电系数和洛伦兹数,并研究了PI薄膜基底的热处理温度与时间对金薄膜导热、导电性能的影响。研究结果表明,PI基底可以促进金薄膜面内方向的热传导与电传导。PI薄膜基底表面金薄膜导热、导电性能最强,适合应用在柔性电子领域中。当对PI薄膜基底的热处理时间为1 h时,随着热处理温度从50℃升到200℃,金薄膜的导热、导电系数呈下降趋势。当热处理温度为200℃时,随着热处理时间从0 h升到6 h,金薄膜的导热、导电性能先下降后上升,并在6 h后趋于稳定。     

半导体激光器模块散热特性影响因素分析

数值分析了大功率半导体激光器模块的散热特性及温度场,以及焊料、热沉、导热胶和冷水板温度等参数对芯片内部最高温度的影响.结果表明,焊料厚度小于24 μm时,其导热系数对芯片内部最高温度影响较弱,无高阻层形成;芯片内部最高温度随着热沉长或宽尺寸及导热系数的增大,呈指数形式下降,随着热沉厚度的增大呈对数形式升高;当导热胶导热系数大于20 W/(m·K)、厚度小于30μm时,芯片温度趋于稳定;冷水板温度与芯片内部最高温度呈比例系数为1的线性相关性.根据分析结果提出了激光器封装部件的尺寸、导热系数或材料的设计和选择原则.     

线性调频信号分数阶频谱特征分析

线性调频信号是一种典型的非平稳信号,广泛应用于雷达、声纳、通信等领域.分数阶Fourier变换是一种新兴的时频变换,由于其独特的性质,成为线性调频信号检测与参数估计的一种良好工具.尤其是,作为一种线性变换,分数阶Fourier变换在处理多分量线性调频信号时能够避免交叉项的干扰.但是,多分量线性调频信号在分数阶Fourier域也存在相互影响的问题.为了分析该问题,研究线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征是非常必要的.本文根据分数阶Fourier变换的定义以及分数阶Fourier变换与时频分布的关系,分析了线性调频信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,以及线性调频信号的分数阶频谱分布与分数阶旋转角α的变化关系;根据离散分数阶Fourier变换的实现算法,讨论了线性调频信号在离散分数阶Fourier变换条件下的分数阶频谱的分布特征,以及线性调频信号在分数阶Fourier域的能量谱的近似表达式.最后,利用LFM信号的分数阶频谱的分布特征,分析了多分量LFM信号中的信号尖峰偏移问题,并给出信号尖峰发生偏移的条件.本文为定量分析分数阶Fourier域多分量线性调频信号之间的相互影响奠定了基础,为改善分数阶Fourier变换对多分量线性调频信号的处理能力提供了参考.     

反坦克导弹蒙皮温度场的数值计算与分析

根据导弹蒙皮温度场气动加热、辐射换热和内部导热耦合作用机理,对导弹蒙皮温度场进行数值计算,分析了飞行速度和环境温度对导弹蒙皮温度的影响关系,建立简化模型模拟了非稳态条件下蒙皮温度变化,并与稳态计算结果比对分析。结果表明:导弹蒙皮温度与导弹马赫数的平方、环境温度有良好的线性关系;环境温度以0.5 K/s速率降低时5s后导弹蒙皮简化模型非稳态计算结果与稳态计算结果有约2.4K的差异。