Badania w zakresie projektowania termicznego i analizy termicznej urządzeń telekomunikacyjnych
W celu spełnienia wymagań wysokiej szybkości przekazywania oraz szybkich możliwości obliczeniowych i przetwarzania, chipy o dużej gęstości upakowania są szeroko stosowane w rdzeniowych urządzeniach komunikacyjnych sieci szkieletowej. Chip ma wysoką gęstość przepływu ciepła i dużą ilość ciepła. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka z powodu słabego rozpraszania ciepła, łatwo jest spowodować problemy, takie jak kody błędów, utrata pakietów, awarie, a nawet wypalenie chipa. Dlatego badanie projektu termicznego i analiza termiczna sprzętu komunikacyjnego ma ogromne znaczenie dla poprawy niezawodności sprzętu. Analiza symulacji termicznej oparta na CFD jest ważną metodą wykrywania zagrożeń termicznych na etapie opracowywania produktu, ulepszania projektu programu i przyspieszania rozwoju produktu. Po pierwsze, artykuł ten bada charakterystykę termiczną chipa, PCB, rurki cieplnej i warstwy interfejsu termicznego i ustanawia równoważny model analizy termicznej dla trudnych i kluczowych zagadnień modelowania termicznego w analizie rozpraszania ciepła chipów o dużej mocy . Zaproponowano metodę wyznaczania charakterystycznych parametrów oporów przepływu i oporu cieplnego grzejnika poprzez symulację numeryczną oraz wyznaczono uproszczony model tłumienia objętości grzejnika'. Porównując wyniki obliczeń modelu uproszczonego i modelu szczegółowego weryfikowana jest racjonalność modelu uproszczonego. Następnie, w oparciu o platformę oprogramowania do analizy przepływu ciepła Ansys Icepak, przeprowadzana jest analiza symulacji termicznej przełącznika podwozia o dużej mocy. Ze względu na złożoność obudowy, uproszczony model każdej karty-córki jest ustalany w analizie termicznej na poziomie systemu, a punkt pracy wentylatora i objętość powietrza w każdym gnieździe są uzyskiwane na podstawie analizy termicznej na poziomie systemu, oraz omówiono metody poprawy efektu wentylacji systemu. Na podstawie warunków brzegowych karty-córki uzyskanych z analizy na poziomie systemu ustalono szczegółowy model pojedynczej płytki do analizy termicznej na poziomie płytki oraz pole przepływu, rozkład pola temperatury pojedynczej płytki i złącza określono temperaturę każdego chipa, liczbę żeberek radiatora, wpływ grubości żeberek i układu chipów na rozpraszanie ciepła przez pojedynczą płytę. Po drugie, na prototypie przeprowadzono test temperatury i porównano wyniki symulacji i testów. Odchylenie między symulacją a eksperymentem wynosiło około 10%, co weryfikowało symulację.
