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某固态组件热技术研究

杨双根  
【摘要】: 现代化雷达大功率、小体积及日益苛刻的应用环境,对散热手段提出了越来越高的要求。本文对某雷达发射固态组件的热技术进行了系统的研究,主要内容包括: (1)对固态组件散热技术的研究背景和意义进行了阐述,对电子散热技术的现状和发展趋势进行了总结。 (2)针对某风冷固态组件的散热需求,利用热阻模型和流体计算动力学(CFD)数值模拟技术分析和设计了散热器。在CFD分析中,建立了流动和换热的三维模型,湍流模型采用了LVEL k ~ε模型,近壁区采用壁面函数法,网格采用块结构化网格技术,流场计算中采用基于交错网格的SIMPLER算法,对流项采用了QUICK格式离散,利用基于有限体积法的热分析软件Flotherm进行了求解。 (3)根据固态组件的实际运行工况,建立了性能测试系统。将数值模拟的计算结果同实验部分的结果进行比较,可以看出两者有较好的吻合,表明本文的CFD模型分析是合理的。 (4)在证实本文的CFD模型是合理的基础上,利用建立的模型进行了一系列的数值模拟计算和性能研究。 第一、在热叠加原则理论基础上,利用数值模拟方法研究了固态组件的温度场和多个分散热源在热扩展体上的热耦合效应,而且证明了强迫对流情况下热叠加原理形成的温度场和系统模拟时的温度场计算结果非常吻合; 第二、针对固态组件里集中热源的特点,对扩展热阻进行了研究,从理论上探讨了减小扩展热阻改善散热性能的方法。 (5)最后,对本文的工作进行了总结,并且对后续的工作进行了展望。


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