Моделирование и расчет ТР конструкций ЭС

Для того чтобы расчет ТР конструкции имел приемлемую сложность, ее заменяют тепловой моделью. Точность и трудоемкость расчета при этом будет зависеть от степени приближения модели к реальной конструкции. На практике всегда стремятся найти компромисс между точностью расчета и сложностью модели.

Типичными допущениями при тепловом моделировании являются:

1. Упрощают форму исследуемой конструкции с сохранением некоторых интегральных характеристик (площадей, объемов, некоторых размеров). Наиболее удобными для расчета ТР являются правильные формы (прямоугольный параллелепипед, сфера и др.).

2. Объемы или поверхности, между которыми происходит теплообмен, считают изотермическими. К изотермическим поверхностям конструкций часто относят: поверхность корпуса со среднеповерхностной температурой t_k, поверхность нагретой зоны с температурой t_з, поверхность отдельной функциональной ячейки с температурой t_зi, поверхность отдельного радиоэлемента с температурой t_эj и т.д. Такой подход в тепловом моделировании называется «методом изотермических поверхностей (объемов)».

3. В некоторых случаях нагретую зону конструкции, которая состоит из однотипных ФЯ с регулярной структурой, представляют однородным анизотропным телом (ОАТ). При этом считается, что все источники тепла сосредоточены в центре нагретой зоны. Метод ОАТ пригоден в основном для моделирования конструкций цифровых ЭС разъемного, этажерочного и книжного типов.

4. Если позволяет условие задачи тепловой режим изделия считают стационарным.

При необходимости прибегают к экспериментальному моделированию теплового режима изделия. Он заключается в создании макета конструкции ЭС, воспроизводящего процесс теплообмена реальной конструкции. Степень приближения макета к конструкции зависит от конкретной задачи исследования. Так, например, для моделирования температурного поля кожуха блока нет необходимости в создании на макете структуры нагретой зоны. Температуры в различных точках макета измеряются с помощью контактных датчиков (термопара, терморезистор, полупроводниковый датчик температуры) или бесконтактным методом с помощью пирометра.

Таким образом, наиболее распространенными методами теплового моделирования являются:

· метод изотермических поверхностей (объемов);

· метод однородного анизотропного тела;

· экспериментальный метод.