Kiến thức cơ bản về mô phỏng nhiệt

Với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử, việc kiểm soát các hệ thống sưởi điện tử khác nhau đã trở nên cực kỳ quan trọng, chẳng hạn như tản nhiệt của chip điện thoại di động, tản nhiệt của máy chủ máy tính, tản nhiệt các thành phần điện tử, v.v. Do đó, làm thế nào để mô phỏng hiệu quả sự phân bố nhiệt độ của các thành phần điện tử là rất quan trọng. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phần mềm mô phỏng nhiệt, như Flotherm, SEMS, PLM, Icepak, fluent,... Các kết quả mô phỏng kết hợp với thiết kế thực tế có thể có được hiệu quả và nhanh chóng có được các sản phẩm lý tưởng.

Định luật nhiệt động lực học đầu tiên cho chúng ta biết rằng nhiệt được bảo tồn, có nghĩa là khả năng sưởi ấm của vật thể trong hệ thống sẽ bằng khả năng hấp thụ nhiệt của vật thể trong hệ thống; Có ba cách truyền nhiệt: 1. Dẫn nhiệt; 2. Đối lưu nhiệt; 3. Bức xạ nhiệt. Do đó, khi thiết kế và mô phỏng hệ thống nhiệt, chúng ta phải hiểu chế độ truyền nhiệt của trường dòng chảy.

Ví dụ, nếu trường dòng chảy có đối lưu yếu chủ yếu phụ thuộc vào dẫn nhiệt để tản nhiệt, kết nối của cấu trúc là rất quan trọng, chẳng hạn như thiết lập trở kháng nhiệt, thiết kế đường dẫn lan truyền cấu trúc, v.v. Đồng thời, ảnh hưởng của trọng lực sẽ rất lớn, và trường dòng chảy trong đối lưu tự nhiên dễ bị xáo trộn bởi trọng lực. Nếu nó là đối lưu bắt buộc, vận tốc trường dòng chảy là rất lớn. Tại thời điểm này, điều rất quan trọng là thiết kế kênh dòng chảy và mô phỏng trạng thái chất lỏng. Trọng lực và bức xạ có ít ảnh hưởng đến nhiệt độ, và sự dẫn truyền cấu trúc cũng rất quan trọng, không thể bỏ qua. Giả sử rằng chế độ tản nhiệt là bức xạ nhiệt, nó cho thấy sự chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và môi trường xung quanh là lớn, và nhiệt chủ yếu tỏa ra xung quanh thông qua không khí. Do đó, trong quá trình mô phỏng thực tế, phân tích mô phỏng nhiệt nên được mô phỏng kết hợp với dự án thực tế.

Các điểm sau đây cần được lưu ý trong mô phỏng nhiệt:

1. Đường dẫn nhiệt rõ ràng;

2. Dọn đường dòng chảy;

3. Hiểu ý nghĩa vật lý của từng mô-đun. Ví dụ, nguồn nhiệt không chỉ là mô phỏng nguồn nhiệt, mà còn phải biết cách nó truyền nhiệt trong không gian, nghĩa là cách xác định độ dẫn nhiệt;

4. Kết quả thu được phải được kiểm tra kỹ để xem có bất thường vĩ mô hay không phù hợp với ý nghĩa vật lý thực tế; Từ quan điểm vi mô, chúng ta có thể phân tích thứ tự cường độ nhiệt, chẳng hạn như ba thứ tự cường độ được bảo tồn, lỗi giữa dữ liệu đo được và vân vân.