Telekommunikatsiooniseadmete soojusdisaini ja soojusanalüüsi uuringud

 Suure ekspedeerimiskiiruse ning kiire andmetöötluse ja töötlemise võimaluste nõuete täitmiseks kasutatakse suure pakenditihedusega kiipe laialdaselt põhilistes tuumvõrgu sideseadmetes. Kiibil on suur soojusvoo tihedus ja suur soojus. Kui temperatuur on halva soojuse hajumise tõttu liiga kõrge, on lihtne põhjustada selliseid probleeme nagu veakoodid, paketi kadu, krahhid ja isegi kiibi läbipõlemine. Seetõttu on sideseadmete soojusdisaini ja termilise analüüsi uurimine seadme töökindluse parandamiseks väga oluline. CFD-l põhinev termilise simulatsiooni analüüs on oluline meetod termiliste riskide avastamiseks tootearenduse etapis, programmi disaini parandamiseks ja tootearenduse kiirendamiseks. Esiteks uurib see paber kiibi, PCB, soojustoru ja soojusliidese kihi termilisi omadusi ning kehtestab selle samaväärse soojusanalüüsi mudeli suure võimsusega kiipide soojuse hajumise analüüsis termosimulatsiooni modelleerimise keeruliste ja võtmeküsimuste jaoks. Pakutakse välja meetod radiaatori voolutakistuse ja soojustakistuse iseloomulike parameetrite määramiseks numbrilise simulatsiooni abil ning määratakse kindlaks radiaatori mahu summutamise lihtsustatud mudel. Lihtsustatud mudeli ja üksikasjaliku mudeli arvutustulemuste võrdlemisel kontrollitakse lihtsustatud mudeli ratsionaalsust. Seejärel viiakse Ansys Icepaki soojusvoo analüüsi tarkvaraplatvormi põhjal läbi suure võimsusega šassiilüliti termiline simulatsioonianalüüs. Šassii keerukuse tõttu luuakse süsteemi tasandil termilises analüüsis iga tütarkaardi lihtsustatud mudel ning ventilaatori tööpunkt ja iga pesa õhumaht saadakse süsteemi tasemel termilise analüüsi abil ning arutatakse süsteemi ventilatsiooniefekti parandamise meetodeid. Süsteemitasandi analüüsist saadud tütarkaardi piirtingimuste põhjal koostati ühe plaadi üksikasjalik mudel plaadi tasandil termiliseks analüüsiks ning määrati vooluväli, ühe plaadi temperatuurivälja jaotus ja iga kiibi ristumistemperatuur ning soojuse vajumisuimede arv, Uimede paksuse ja kiibi paigutuse mõju ühe plaadi soojuse hajumisele. Teiseks tehti prototüübiga temperatuurikatse ning võrreldi simulatsiooni- ja katsetulemusi. Simulatsiooni ja eksperimendi vaheline kõrvalekalle oli umbes 10%, mis kontrollis simulatsiooni.