复杂模块辐射散热的等效建模方法

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对于自然冷却条件下的电子产品，热辐射是-种重要的散热途径 ，温度越高，热辐射越强；而有些模型很复杂，给温度场的求解带来了困难。求解辐射传热，就要确定辐射角系数，对于几何形状简单以及相对位置规则的两个表面，可以用公式及图表求出。对于复杂形状及任意位置的两个表面间的角系数只能借助于实验测定和作图，或者通过数值计算得到嘲¤助于电子计算机的数值计算是 目前求解角系数最为有效的方法，主要包括有限差分法(FDM)，有限元法(FEM)，蒙特卡洛法(MC)，矢量法等 。有限差分法对空间任意曲面作二次曲面方程假定，使得在处理复杂形状物体时灵活性和适应性不够强 ：同时，在投影平面的选用上有限差分法也存在较大缺点，采用的是集总的投影平面，这正是产生计算误差的主要来源之-目。而在有限元法计算中，每个三角形单元都有自己的投影面，使其在可以得到较高的计算精度，即使在较少的单元划分条件下；而且进行网格离散时只需要结构尺寸即可I61。蒙特卡洛法是计算角系数较为准确的方法，但是为了达到统计模拟的目的，要求每个单元面积发射的能束数量要有足够的数 目，因此需要耗费大量的计算时间 。矢量法-般情况下只适用于简单结构之间的角系数求解18]。无论采用哪种计算方法，对于复杂结构，都存在表面网格单元数过多，计算量巨大，现有的计算机内存及运算速度难以承受等问题 ；因此需要找到-种简化方法，先对复杂模型进行简化，然后进行辐射散热计算。

首先从角系数的计算方法人手，接着讨论由两个表面和多个表面组成的密闭腔内辐射传热的计算方法，得到发射率和辐射表面积、角系数之间的关系，再对某复杂拈进行等效建模，求解出该复杂拈的温度场，最后将等效前后温度厨行了对比分析。

2辐射换热相关理论2.1两个有限大小表面角系数的求解表面 1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面 1对来稿日期：2012-05-05作者简介：高 山，(1988-)，男，黑龙江人，在读硕士研究生，主要研究方向：电子设备散热仿真技术；杜平安，(1962-)，男，重庆人，博士，博士生导师，主要研究方向：数字化设计与仿真技术 、机电-体化及传感技术