电子设备热仿真分析及软件应用15页

20%振动
55%温度
6%粉尘
19%潮湿
(Source : GEC Research)
(Source : US Air Force Avionics Integrity Program)
资料来源：GEC研究院
资料来源：美国空军航空电子整体研究项目
发热问题被确认为电子设备结构设计所面临的三大
问题之一…(强度与振动、散热、电磁兼容)
电子设备的发展趋势
1. 热耗上升化 2. 设备小巧化 3. 环境多样化
过热--电子产品故障的首要原因
图1：结点寿命统计
Figure 1 : Junction Life Statistics
故 障 率 （ 10 万 小 时 ）
图2：电子产品故障主要原因
Figure 2: Major Causes of Electronics Failures
电子设备热仿真分析及软件介绍
动力工程专业 毛士飞
引言
• 电子设备的主要失效形式是热失效。据研 究,电子设备的失效有55%是温度超过规定 的值引起的。因此,对电子设备而言,即使是 降低1℃也将使设备的失效率降低一个可观 的量值,这对可靠性高的电子系统尤为重要。 热仿真能够在样品和产品开始之前确定和 消除热问题，借助热仿真可以减少设计成 本、提高产品的一次成功率，缩短开发周 期。
两个软件的优缺点
谢谢
热仿真软件介绍
• Flotherm软件是由英国Flomerics公司开发 专门针对电子散热领域的CFD仿真软件, FLOTHERM采用了成熟CFD(Computational Fluid Dynamic计算流体动力学)和数值传 热学仿真技术开发而成
FLOTHERM 软件介绍
全球第一个专门针对电子散热领域的CFD 软件
• 它拥有用户模拟过程所需要的各种物理模 型,可以模拟自然对流、强迫对流、混合对 流、热传导、热辐射、流?固的耦合换热、 层流、湍流、稳态、非稳态等流动现象。
• 采用非结构化网格,能够针对复杂的几何外 形生成三维四面体、六面体的非结构化网 格,有多种网格生成方法,能够满足现代电子 产品设计中几何形状越来越复杂的要求。
FloTHERM.Pack 标准IC封装模型库
FloEDA EDA软件高级接口
FloMCAD.Bridge CAD软件接口模块
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பைடு நூலகம்LOTHERM—核心热分析模块
• 利用它可以完成从建立分析模型、求解计 算、到可视化后处理、分析报告等所有基 本分析功能。它可以完全满足系统级、板 和组件级到封装级等各种层次的分析。该 模块还包含TABLES分析结果数据报告和 VISULATION可视化后处理等功能
–通过求解电子设备内外的传导\对流\辐射，从而 解决热设计问题
据第三方统计，在电子散热仿真领域， FloTHERM 全球市场占有率达到70%
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FloTHERM软件主要模块
Visual Editor 结果动态后处理模
块
Command Center 优化设计模块
FloTHERM 核心热分析模块
FloTHERM 软件
强度与振动散热电磁兼容??热仿真软件介绍?flotherm软件是由英国flomerics公司开发专门针对电子散热领域的cfd仿真软件flotherm采用了成熟cfdcomputationalfluiddynamic计算流体动力学和数值传热学仿真技术开发而成??flotherm软件介绍?全球第一个专门针对电子散热领域的cfd软件?通过求解电子设备内外的传导对流辐射从而解决热设计问题?据第三方统计在电子散热仿真领域flotherm全球市场占有率达到70?6??flotherm软件主要模块?7?flotherm软软件flotherm核心热分析模块visualeditor结果动态后处理模块commandcenter优化设计模块flomcadbridgecad软件接口模块floedaeda软件高级接口flothermpack标准ic封装模型库??flotherm核心热分析模块?利用它可以完成从建立分析模型求解计算到可视化后处理分析报告等所有基本分析功能
FLOMOTION—仿真结 果动态后处理模块
• 不仅有最大最小值指示、复杂空间等值(温 度、压力、速度)曲面、物体表面温度分布、 流线、真实感非常强的示踪粒子运动、流 体质量流、热功率流,可以将运算后的数据 以流体示踪粒子三维动画等形式直观方便 地显示出来。
FLO/MCAD—软件接口模块
• 不但完全支持PRO/ENGINEER等机械CAD 软件几何模型的直接调用并自动简化,还可 以通过IGES、SAT、STEP、STL格式读入 如UG、I-DEAS和AutoCAD等MCAD软件建 立的三维几何实体模型,可以大大减少对复 杂几何模型的建模时间。
Icepak简介
• Icepak软件是美国fluent公司开发面向热产 品设计和分析工程师的软件。
• Icepak 软件包包含如下内容: Icepak, 建模，网格和后处理工具 FLUENT, 求解器
Icepak软件特点
• 采用热设计分析所专用的机柜、风扇、印 刷电路板、阻尼、通风口等模型。建模过 程快捷、网格生成与计算都是自动进行的。 使用者能在较短的时间内将该软件应用于 实际的设计分析中。另外,该软件也不要求 使用者有较深的流体力学知识背景。