淺析工程設計中的熱設計仿真

王嬌妹

摘要：現階段由于我國電子元器產品的功能更加多樣化，也推出了一系列具有多功能、高質量的元件，并針對設備的熱設計仿真有著更多的解釋。在此情形下，熱設計仿真技術應當保障設備及內部零件有著較高的質量，并使內部器件的運行效果更加高效。因此，本文首先介紹了熱設計仿真中的Icepak 軟件，其次講述了熱設計仿真的流程，最后研究了熱設計仿真的效果。

關鍵詞：工程設計；Icepak 軟件；熱設計；仿真

當前電子元器件在應用的過程中，其中比較重要的參考指標及因素就是元器件運作時的溫度高低，并且操作人員需要關注熱設計仿真的分析過程中，還需要不斷地對熱設計仿真的工作進行探究。這樣的設計工作能夠使預期的熱設計仿真技術最終的結果更加理想化，保障內部設備及器件的高效性，使其壽命得以延續。所以說，熱設計仿真人員應當具備電子元器的軟件設備 Icepak 軟件的知識，最終使電子元件和設備具有較高的可靠性。

1 介紹Icepak 軟件

其實對于Icepak 軟件來說，其主要是用以熱分析設計中的一種軟件，并且在初期實踐中具有較高的應用價值，還有效地降低電子產品所具有的熱設計仿真計算量，在將來還有著寬廣的市場。此外，Icepak 軟件還可以在設計實踐中實現多種問題的研究、處理，最終保障電子產品熱分析技術更加高效。Icepak 軟件還有如下幾點特征：

Icepak 軟件有著更快的建模速度，并且還可以幫助模型庫更加全面、多方位，能夠針對電子產品的需求對問題加以處理，使問題具有更好的解決方案及效果。

Icepak 軟件具備過硬的自動生成網絡的功能，能夠使電子產品具有更高的精度，保障其運行中具有更高的效率。

Icepak 軟件的模型在應用過程中往往具備較好的運行效果，能夠幫助模型的構建更加具體、高效，最終使電子元器件的問題得到解決。此外，該軟件還有著較強的處理功能作為后盾，能夠使熱分析仿真的數據結果更加清晰。所以說，工程設計應當更多地研究熱設計仿真，并規范地運用 Icepak 軟件。

2 熱設計仿真技術的具體流程

2.1 提出問題階段

生產廠家在設計某種元器件時，就應當使其符合國家的生產需求，并在其內部安置一定的數量的元件，但是這些元件在使用過程中往往會由于集成化的原因而造成發熱等現象。這時技術人員就需要關注該產品、設備的熱設計是否較為完善，并保障內部器件可以在較高溫度下穩定運行。此外，技術人員還需要檢測和考察內部器件的安全性、尺寸等，掌握設備內部在運轉過程中的使用、發熱狀況，最終使熱設計的仿真工作具有更高的效率。

2.2 建立模型階段

現階段熱設計仿真在操作階段應當有著 Icepak 軟件的支撐，并針對其中的器件加以檢測，建立起所需的模型，具體應當注意以下幾點：

（1）要是電子元件、產品需要有著熱設計的流程，就應當將冷卻的方式作為設備散熱的方法，依照實際情況制定出合理的方案。

（2）電子產品在散熱的過程中，就需要安置在設備外側有翅片，這樣能夠使電源內部具有高效的散熱功能，在實際情況中還應當設計出規范的尺寸及標準。

（3）電子產品的熱源需要放在電源當中，還要根據實際的散熱情況來真正地實現模式處理的簡易化，并在加速計算的過程中使后面的熱分析仿真技術達到預期的效果。同時，電子產品應當核算模型應用的實踐，并且還應當使 Icepak 軟件設定更加科學化，達到預設的目標。

2.3 加載初始與邊界條件

如果模型完成了構建工作，就應當使之達到初始及邊界的條件，那么具體條件如下：

（1）熱設計仿真技術在選擇氣流時，應當關注其中的穩態、紊流。對于穩態來說，主要就是為了將流體的穩定的狀態。那么，Icepak 模型本身就屬于一類穩態模型，流體也具備不一樣的形態。其中的紊流就是一種邊界的條件，在計算時就需要將此作為參考標準。

（2）此外，還需要將空氣當作流體，并選擇比較普遍、可靠性強的材料，依照熱輻射、重力等因素來確定其對器件造成的影響。

（3）需要與實際情況相結合，提前預設好溫度，并保障設備運行的溫度處于合理的范圍內。此外，技術人員還需要認識電源、器件的性能來獲取一定的數據。

2.4 生成結構化的網絡

對于器件的模型來說，其往往缺少特殊性的形狀，只需要構建結構化的網絡就可以達到預期的目標。那么，軟件往往會根據標準設定出最大化的網格尺寸，并對其中的主要零件進行Nomal 命令的處理，來達到科學化的精度。技術人員往往在完成其設定之后，就需要執行此類的命令，最終保障熱分析仿真模型中的網格達到預設的標準。在此過程中，如果軟件當中的網格數較多就會使后期的計算難度提升，還會使其精確度有著降低。

2.5 具備科學的計算結果

熱設計仿真人員往往在使用 Icepak 軟件的過程中，會選取迭代法作為主要的方式，并在其計算機中生成立體式的模型參差的曲線，并計算出曲線的是否收斂，最終獲取精確的計算結果。那么，設計人員在進行該工作時，應當依照著器件的不同類別和使用狀況來處理和研究熱分析仿真，并使結果與預期相匹配。此外，熱分析軟件在運用時，還應當對結果進行輸出及分析，最終在可視化的處理中得到最終的結果。那么元器件和設備就需要在具備溫度分布云圖或者風速圖，這樣才可以讓器件和機箱中的溫度空氣流動狀況與預期一致，并在熱分析軟件設置的基礎上，與元器件的需求相符合，最終電子元器件的性能更加完善。在充分對熱分析仿真計算進行運用之后，就會讓發熱率得到降低，保障元器件的運轉較為高效，有更高的工程水平和基礎。

3 結束語

綜上所述，隨著電子元器件在眾多領域都得到廣泛地應用，其內部核心問題應當受到積極地解決和改善，尤其是內部器件發熱問題，需要得到相關設計人員的科學處理。那么，技術人員就需要在進行工程設計的過程中，明確所需要的熱設計仿真流程，根據生產要求對設備的性能進行提高和增強，以此來推動熱分析軟件在實際操作中的利用，最終得到更高質量的電子元器件。

參考文獻

[1]楊明，李云，李寧，等.抗惡劣環境數據采集控制設備的熱設計仿真[J]. 自動化技術與應用，2017，36（4）：103-105.

[2] 渠向東，陳竹寧，王浩州，等.某處理機的熱設計仿真與試驗分析[J].電子世界，2017（3）：34-35.

（作者單位：珠海全志科技股份有限公司）