热仿真加快垂直/水平两用散热片设计

一、设计挑战

Crane航空&电子公司使用FloTHERM热仿真软件研发一种在垂直或水平方向工作的新型散热片。该散热片是为一商用航空公司的直流电子系统设计。使用传统的设计和测试方法研发出一种全新的符合规格要求的散热片需投入长时间。然而Crane公司工程师Mark Resler利用热仿真软件模拟了不同的散热片结构，并最终选取一款性能最好并能配置于固定板或支架上的与众不同的设计。

通常这种系统会使用在机身外墙的翅式散热片。在本案例中，散热片原本的设计规格是在水平或垂直位置工作但不是垂直/水平两用。Resler与其他Crane工程师集体研讨并设计了六种不同的散热片构造，分别为：1）片式直立型；2）短翅型；3）长翅性；4）45度翅型；5）短凹凸翅型带外环法兰；6）45度翅型带外环法兰。传统评估以上概念的方法是分别建模和测试各性能。该方法成本昂贵，时间消耗久并可能导致无法按时交出产品。

二、解决方案和益处

利用FloTHERM的热仿真使得Resler在相比较低的成本下可迅速评估大量的设计概念。“FloTHERM迅速生成模型并能便捷地更改边界条件、环境条件和重力方向。”Resler说：“我利用这些功能从不同高度和不同周围温度为六个概念建模。”Resler利用FloTHERM生成列阵功能迅速生成这些模型。

Resler为每一设计做垂直方向和水平方向两次仿真。仿真结果显示片式直立型设计在垂直和水平两方向均表现出最好性能。之后Resler再次模拟了片式直立型散热片的性能以探讨支架最合理的长度。

三、客户证明

“对不同设计参数建模和评估要花费很大的成本和投入很多时间，”Resler总结：“热仿真帮助我们在较短时间优化散热片热性能和其重量，并使我们通过优化设计将性能提升到在我们的时间限制内无法完成和评估的新层次。”