复杂电子产品系统热设计仿真分析：合理简化保证结果准确的方法（流阻模型）
复杂电子产品系统热设计仿真分析：合理简化保证结果准确的方法（流阻模型）
对于电子产品热管理设计仿真分析，我们之前分享过关于可以简化、删掉不必要的零件&特征，以及需要保留的部分等内容。
产品热设计结构模型预处理思路与solidworks处理方法
主要可以分为外部与内部的模型处理，
外部结构处理
外部可删除
- 外围用于装配、安装的螺丝孔位、凸台之类的结构；
- 倒圆角、直角等；
- 外面接插件、端子以及其安装孔；
- 指示灯、装饰用的铭牌或其安装位置的凹槽等；
内部可删除
- 输入输出的端子；
- 电感、变压器等线材引脚；
- 自身没有损耗、又不影响其他元器件或者内部系统散热的这种元件：保险丝、很小的贴片电阻...
需要保留的部分
- 有损耗的元件；
- 对内部元器件散热有传导或散热作用的特征或者材料：导热凸台、导热硅脂&垫片&膏、铝基板...
- 热敏感元器件：元器件本身损耗可以忽略不计，但是对周围的温度比较敏感，电解电容...
内部结构处理
那么对于内部多个相同模块的复杂系统，如下图所示，
10块600W GPU PCB&TANK的液冷路径三维模型
对于分析复杂系统整个热设计可靠性时，遇到有一些不用考虑内部元器件细节温升的情况
比如服务器整机热设计仿真分析时，内部的电源模块可能是供应商提供的，此模块出厂时相关参数表面，在特定工作范围内是能符合整机项目要求的，那么这种就可以通过流阻模型简化。
那么如何确定这种简化的流阻模型参数呢？
下面通过Flotherm这个软件的参数设置来做说明。
Flotherm中关于流阻模型的参数设置
如上图所示，方向代表流体流动的方向；
长度尺寸指的是流体流过阻尼的长度；
指数一般取0。
另外，根据压降公式
平面阻尼压降：δP=1/2fρv²
体阻尼压降：δP/δL=1/2fρv²
其中，f为单位长度的压力损失系数，ρ为空气密度，v为空气速度，
压力损失系数：
另外，有雷诺公式
空气动力学的在汽车领域的应用分析与仿真技术：系统阻抗与风阻系数（上）
空气动力学的在汽车领域的应用分析与仿真技术：系统阻抗与风阻系数（中）
更多相关信息可点击上面链接获取。
对于平面阻尼
先计算平面流阻系数A、B，取index=0，代入雷诺公式Re，
则，
把Bρ/2 当成速度的二次项，假设为m，μA/2l当成一次项，假设为n
可以得出，A=2ln/μ， B=2m/ρ
这个与flotherm第三方插件里面的公式相吻合，如下图所示，对于体积阻尼
先计算平面流阻系数A、B，取index=0，代入雷诺公式Re，
经过转化，有，
将Bρl/2看做速度的二次项，假设为m；μA/2当成一次项，假设为n
则，A=2n/μ， B=2m/ρl
以上是推导公式。
那么在相关软件中，我们来看看这些参数是如何确定的。
以flotherm2021版本为例，
本公众号之前的文章有发布过相关的仿真内容，可点击下方链接进行详细了解。
电子产品风冷散热系统阻抗曲线的仿真测试方法与案例实操
得到该系统的系统阻抗曲线，如下图所示，
将上述数据在excel中进行处理，获得下图的数据，
可以得到拟合曲线上的公式以及相关系数m、n，
再结合上面的体阻尼的公式
A=2n/μ， B=2m/ρl
计算可以得出相应的A、B值，
代入到软件中即可。