狭小通道内电子元器件的散热设计与研究

论文摘要

本文对某探测天线性能小样进行散热设计时,根据发热元器件在阵面内的分布特点,选用定点喷流冷却技术方案。介绍了等沿程阻力系数定点喷流管道和分支管道的设计理论,并通过计算程序得到了孔径和分支管道内径;进行了主管道进口静压与总风量关系实验和阵内温度实验;为进一步研究管道均匀送风规律,对分支管道送风进行数值计算,选用Spalart-Allmaras湍流模型,并将模拟与实验结果进行比较,发现两者相符,说明该湍流模型可以模拟管道送风;考虑定点喷流管道内沿程阻力系数变化,得到新的定点喷流管道,应用Spalart-Allmaras湍流模型对这两种定点喷流管道的孔口出风量进行数值计算,结果发现两种管道在设计条件下送风均匀性都不理想,原因在于孔口流量系数是一个沿程逐渐增大的变量,因此还需要考虑孔口流量系数的变化,经过推导,得到计算孔口面积的新公式,模拟结果显示修正后的管道送风均匀性明显得到改善;最后以文中的研究结论为基础,用MFC编写了均匀送风管道设计软件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 电子设备热设计的研究现状及其在雷达中的应用
• 1.2.1 电子设备热设计的研究现状
• 1.2.2 电子设备冷却技术在雷达热设计中的应用
• 1.3 论文研究方案与拟解决的关键问题
• 1.3.1 论文研究方案
• 1.3.2 拟解决的关键问题
• 1.4 论文研究的主要工作与创新点
• 1.4.1 论文研究的主要工作
• 1.4.2 论文研究的创新点
• 第二章 冷空气输送装置设计
• 2.1 孔口设计参数
• 2.2 定点喷流管道设计
• 2.3 分支管道设计
• 2.4 程序框图和计算结果
• 2.4.1 程序框图
• 2.4.2 计算结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 等沿程阻力系数定点喷流管道实验
• 3.1 主管道进口静压与总风量关系实验
• 3.1.1 实验设备及其说明
• 3.1.2 实验数据
• 3.2 探测天线性能小样温度实验
• 3.2.1 定点喷流温度实验
• 3.2.2 风机送风温度实验
• 3.3 本章小结
• 第四章 分支管道送风数值模拟与实验研究
• 4.1 CFD 及FLUENT 简介
• 4.1.1 CFD 简介
• 4.1.2 FLUENT 简介
• 4.2 湍流及其数学描述
• 4.3 湍流模型介绍
• 4.3.1 Spalart-Allmaras 模型
• 4.3.2 标准k- ε湍流模型
• 4.3.3 修正k- ε湍流模型
• 4.4 主管道近似均匀送风数值模拟
• 4.4.1 物理模型
• 4.4.2 边界条件
• 4.4.3 网格划分
• 4.5 实验与数值模拟结果及其分析
• 4.5.1 实验方法
• 4.5.2 实验方案
• 4.5.3 实验与数值模拟结果
• 4.5.4 结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 定点喷流管道优化设计
• 5.1 变沿程阻力系数管道设计方法
• 5.1.1 均匀送风理论
• 5.1.2 程序框图和计算结果
• 5.2 数值研究方法
• 5.2.1 物理模型
• 5.2.2 边界条件
• 5.2.3 网格划分
• 5.3 数值计算结果及其理论分析
• 5.4 定点喷流管道优化设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 均匀送风管道设计软件介绍
• 6.1 进入系统和空气物性计算界面
• 6.2 均匀送风管道设计界面
• 6.3 近似均匀送风管道设计界面
• 6.4 高速送风管道设计界面
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 工作总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录