涵道风扇电机强迫风冷散热结构设计与实验

针对涵道风扇电机的轻量化高效散热需求,提出基于涵道风扇内部流场的强迫风冷散热方法,设计了肋片高度为3 mm、6 mm、9 mm和12 mm的四种风冷散热结构,应用工程估算和CFD方法对不同风速下散热效果进行对比分析,搭建实验平台开展地面试验验证。结果表明,在桨毂上增加散热肋片能够有效提高散热效率,壁面温升可降低至无肋片模型的74%、55%、44%、35%;对于轴向风冷,肋片能显著强化散热,但是存在温度不均的问题。工程估算和CFD方法对电机的带肋表面风冷散热分析有较好的精度,可用于涵道风扇电机的温升预示,为涵道风扇推进系统的使用提供依据。根据分析结果提出了高功率密度电机强化散热的研究方向。

光学积分器离焦与散热结构设计

光学积分器是太阳模拟器核心匀光部件,通过适当离焦可提高辐照均匀性。针对目前光学积分器离焦精度低、装调困难、散热效率不高等不足,提出一种高温工况下能够连续离焦和有效散热的光学积分器机械结构。通过离焦分析确定投影镜组离焦范围,设计一种由螺旋传动和直线导槽组成的连续离焦结构及环形肋片的散热结构,并在热载荷下对结构参数进行有限元分析与优化。通过实际测试,光学积分器离焦-2.6 mm时,Φ100 mm辐照光斑内的辐照不均匀度±0.44%,太阳模拟器辐照均匀性最佳,表明投影镜组在高温下能够连续离焦调整,有效提高光学积分器装调精度和效率。

射频系统散热结构非梯度拓扑优化方法

随着射频系统向着小型化、高密度、高性能的方向发展,散热问题已经成为制约射频系统发展的关键问题之一。射频系统热设计指标复杂多样,基于梯度的拓扑优化方法需要推导复杂的灵敏度信息,因此无法适应多变的热设计指标。文中提出了一种射频系统散热结构非梯度拓扑优化方法,首先通过材料场级数展开方法对散热结构拓扑优化模型和设计变量进行表征和降维;然后构建了散热结构非梯度拓扑优化模型,针对降维后的拓扑优化问题,采用基于克里金代理模型的非梯度拓扑优化方法进行求解;最后,通过给出的射频系统散热结构数值算例,证明了该方法可以在不需要推导灵敏度的情况下有效求解射频系统散热结构拓扑优化问题。

舰船电源机箱散热结构设计及优化

通过对电子设备热传递方式的研究分析,该文对舰船大功率电源机箱的散热结构进行设计,并通过试验对机箱散热性能进行分析。根据试验结果对机箱电源模块散热结构进行优化改进,在电源模块的壳体内部增加风扇进行强制对流。最后,根据舰船环境适应性要求对机箱进行高低温试验。试验结果表明,优化后的电源模块结构提升电源机箱散热性能,使机箱能够在舰船恶劣环境中连续正常工作。

基于热仿真的模块散热结构设计及优化

以某一功率放大模块为研究对象,设计了1种常规散热结构和3种优化结构。基于热仿真技术,在相同的风机、初始条件和边界条件下,分别对4种散热结构进行数值仿真。仿真结果表明:优化模块结构可以降低模块内部的热阻和模块底面的热流密度,优化散热器结构可以提高散热器的对流传热系数。2种优化方式都可以降低热源温度,并且2种方式结合后散热效果最优。

一种T组件的散热结构设计

电子干扰设备有源相控阵单元的T组件具有大功率、集成化、小型化的特点,这对电子设备的可靠性和稳定性提出巨大挑战。为保证有源相控阵单元的正常工作,解决T组件的散热问题极其重要。首先通过理论分析确定了T组件散热结构的风机型号、散热器材料,并对散热器肋片尺寸进行了优化。其次,通过仿真计算和试验测试对理论计算结果进行了验证。结果表明:设计、优化的散热结构可以有效解决T组件的散热问题,同时,也为这类电子设备的热设计提供了一套行之有效的方法。

一款液冷机箱的散热结构设计与分析应用

针对高温、高湿、高盐雾的海洋恶劣环境及发热量较大等工作情况,详细介绍了一款强迫液冷散热方式机箱。首先介绍了液冷机箱总体设计,然后分别阐述了模块整体结构设计、子卡冷板结构设计、子卡均温板结构设计,再对机箱箱体散热设计进行了研究,最后对液冷机箱进行了热仿真分析,对强迫液冷散热方式机箱的设计具有良好的借鉴意义。

动力锂离子电池模块散热结构仿真研究

针对目前动力锂离子电池模块散热困难的问题,以12串10 A·h磷酸铁锂动力电池为研究对象,基于COMSOL MULTIPHYSICS平台建立其三维热仿真模型,并应用红外成像技术进行验证;定量分析不同工况下空气强制对流冷却和冷却板冷却对电池模块散热性能的影响。结果表明:空气强制对流冷却降低电池温度的能力有限,且造成电池模块温度均匀性变差。对流换热系数从5 W/(m2·K)变化至100 W/(m2·K)进行5C放电时,电池模块中心温度仅降低0.2 K,电池温差达到10 K;冷却板冷却具有平衡电池模块温度场的作用,其降温效果和温度均匀性均优于空气冷却时的。5C放电时,电池模块最高温度为318.91 K,最低温度为317.19 K;空气强制对流冷却时,增加冷却板厚度和外部散热翅片的数量都能够降低电池模块温度和均匀性,但在自然冷却条件下该变化不明显。

混合动力汽车用镍氢电池的散热结构分析

以混合动力车用镍氢电池为研究对象,利用计算流体动力学分析软件对现有电池组的散热结构进行了流场和温度场的仿真分析,研究结果表明现有电池组的温度场均匀性较差。通过调整挡板及电池的位置、改变电池倾斜角度和电池的间距、施加挡风结构、包覆保温层等方法改善了电池组冷却气流分布和电池组温度场均匀性,其中包覆保温层的效果最好。为混合动力车用镍氢电池热管理的设计提供了依据。

混合动力汽车用DC-DC和IPU散热结构优化

针对混合动力汽车用DC-DC和IPU的已有散热结构散热效果差,导致DC-DC和IPU在使用过程中温升高,从而影响混合动力系统的稳定性和可靠性的问题,根据传热学的质量、动量和能量守恒方程,建立DC-DC和IPU散热结构的三维非稳态散热模型,采用计算流体力学(CFD)方法,对DC-DC和IPU散热系统的流场和温度场进行数值模拟仿真分析。在此基础上,根据传热学理论设计了DC-DC和IPU散热结构的优化方案,并对优化方案的散热效果和温升进行了仿真分析与实验研究,结果表明该优化方案实现了DC-DC和IPU的良好散热,有效降低了温升,满足了混合动力汽车对DC-DC和IPU的使用要求。

电动汽车锂离子动力电池组温度场仿真及散热结构优化

文章描述了锂离子电池的生热机理,建立了锂离子电池组风冷散热结构的三维仿真模型,应用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析了电池组温度场分布,得出电池组最高温度和温差都对放电电流比较敏感;提出了电池组散热通道改进方案并进行了仿真分析,结果表明改进方案使电池组散热效果明显提高;探讨了入风口风速对电池组散热情况的影响,结果表明提高入风口风速可以有效提高电池组散热效果,但是当风速超过一定范围(10m/s)时,风速继续提高对电池组散热效果的改善逐渐下降。

铜套式磁耦运行特性分析及散热结构设计

磁力耦合器(简称磁耦)通过永磁体磁场在导体中产生涡流来实现转矩与转速的传递,而涡流损耗将使永磁体温度升高。当温升高于永磁体退磁温度时将导致永磁体不可逆退磁,使磁耦失去工作能力。设计了一种外转子为永磁转子而内转子为铜套转子的磁耦。通过ANSYS进行电磁仿真分析,得到输出转速及转矩与耦合长度的变化关系;通过对涡流损耗进行理论分析与仿真计算,验证了永磁体极数及气隙长度对涡流损耗的影响,并设计出一种包括散热翅片及离心式风扇的散热结构。通过Flow Simulation仿真分析,验证了散热结构对磁耦的散热作用,可保证永磁体在其工作范围内长期稳定运行。

水冷盘式制动器散热结构优化

为提高水冷盘式制动器散热性能,基于强化对流传热原理,通过添加扰流柱对制动器散热结构进行优化,设计了4种扰流柱散热结构,运用CFD方法模拟制动盘流固耦合传热过程,采用Fluent软件进行热流固耦合仿真计算,获得制动盘温度特性和换热特性以及流动阻力特性,并使用综合性能评价因子对不同扰流柱散热结构进行评价。结果表明:通过在安装盘水槽内添加扰流柱可以有效地提高水冷盘式制动器的散热效果;在相同的工作条件下,正三角形扰流柱散热结构的盘面温度最低,平均努塞尔数与流动阻力最高,其综合散热性能较圆形、椭圆形以及水滴形扰流柱散热结构分别提高了3.4%,2.4%和4.4%,较无扰流柱散热结构提高了6.7%,正三角形扰流柱散热结构具有更好的综合散热性能。研究结果为水冷盘式制动器散热结构的优化设计提供了参考。

汽车动力电池组热特性及散热结构优化研究

动力电池是纯电动汽车重要的储能元件,在电动汽车日常运行中,锂离子电池工作性能与工作温度密切相关,由于充放电时,电池会产生大量的热量,而这些热量的积聚直接导致了电池温度的升高,极大影响了电池性能,因此,锂离子动力电池组散热结构优化十分必要。基于此,本文首先介绍了纯电动汽车动力电池组热管理系统,对锂离子动力电池组热特性进行了分析,在此基础上对动力电池组散热结构进行了设计和优化。

蓄电池式地下装载机电池组的散热结构设计

为了解决蓄电池式地下装载机由于电池组容量大、工作时间长而引发的发热严重问题,建立了电池组生热与散热数学模型,研究了常规循环工况以及1 C充放电情况下电池组的散热效果,分析了出风口位置、出风口尺寸和隔板间隙宽度等散热结构对电池组散热特性的影响。结果表明:当电池组处于1 C持续充放电情况时,电池组的最高温度达到了63℃;出风口在第3层电池组的左右两侧时,这层的电池组散热效果最佳,但是其他两层电池组散热效果并没有明显改善;当隔板间隙宽度为10 mm、出风口长度为800 mm时,电池组整体散热效果最佳,最高温度降低了7.7%。

电池组散热模型仿真分析及散热结构优化

目前,我国新能源汽车发展面临核心技术创新能力不强等诸多问题,其中动力电池的安全性就是阻滞新能源汽车产业发展的关键因素之一。考虑到锂离子动力电池仍然是新能源汽车装车的首选,本文以某国产电动汽车动力电池组为例,为解决锂离子动力电池在充放电过程中,由于热效应带来温度上升、温度不均,甚至温度失控的问题,通过一定的假设与计算流体力学方法,在ANSYS软件中构建三维热模型,通过对比分析自然冷却、强制冷却和交替进风散热三种状态下的冷却效果,在风速2.5 m/s时,4次交替进风的温差比强制风冷散热的温差降低了2.4℃,证明交替进风散热在改善电池组风冷散热的均匀性,降低电池组温度积聚方面有一定的作用,为动力电池组散热结构优化设计提供了参考和借鉴。

一种计算机显卡双重散热结构

显卡是计算机进行数模信号转换的设备,承担输出显示图形的任务,是电脑主机里的一个重要组成部分,显卡在负荷较高时容易发热,会进入降频状态,性能也随之降低,因此需要对显卡散热,一般的显卡仅通过风扇对其进行散热,散热效果差,散热速度慢,容易导致显卡损坏。本文阐述一种计算机显卡双重散热结构,以改善一般的显卡仅通过风扇对其进行散热,散热效果差,散热速度慢的问题。

大功率LED阵列散热结构热分析

在自然对流冷却状态下,不同的散热结构对大功率LED阵列散热性能有显著影响。采用有限元分析法,对不同散热模型进行了分析并得到工作稳定时的热分析图;对比直片形、弧形、弧钉形散热结构的散热效果,逐步得出弧钉形散热结构散热效果最好,使得空腔以及芯片处温度均在合适的范围内,灯具的使用寿命达到近40 000 h。另外,模拟得出在普通散热设计中,灯具适合的功率约为13.75 W。通过有限元法仿真模拟得出较为合理的结果,有效地减少了实验损耗。

电力电子器件及其装置的散热结构优化研究

随着近年来我国经济的快速发展，各行各业对于高可靠性、高精度要求的电力电子器件的需求也日益增多。众所周知，随着电子元器件的日趋精密和复杂，必然要求在相对狭小的空间容积里要放置更多的元器件，因此，其热结构设计问题以及散热效果就成为了电子器件装置稳定工作所必须解决的核心技术。 基于此，今天本文主要就电力电子器件及其装置的散热结构优化研究这一论题给大家进行阐述和分析，希望能起到抛砖引玉之效。

锂离子电池组气体散热结构设计与仿真

锂离子电池散热良好可防止电池过快老化或热失控原因造成寿命缩短。设计电池风冷散热结构,该结构结合串行与并行风道的优点,优化散热效果及风道的空间占比。通过ANSYS FLUENT软件对风道的散热效果进行仿真建模及分析,10 C倍率中最大温差控制在9.8 K以内。与传统并行风道相比,增加两组辅助散热孔后最高温度降低6.3 K,增加气体引流板后,改善流场均匀性,将最大温差缩小到5.9 K。该模型相比于串行风道温度更均衡。