热设计与仿真基础

      随着电子器件与设备朝着微型化方向发展，功耗不断上升，高热流密度散热的需求越来越迫切，热设计也受到更多的重视。热设计是采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。此外，低温环境下控制加热量而使设备启动也是热可靠性的重要内容。在现代社会中，随着人们对能源消耗和环境保护的重视程度不断提高，热设计已经成为了一项重要的技术领域。在通讯、安防、PC、汽车、LED以及逆变器等行业中越来越被重视，已成为产品研发中不可缺少的重要领域。
      热设计是指通过对产品或系统进行热分析和模拟，确定其内部热量分布和传递路径，并通过优化设计来提高其热性能的过程。根据应用领域不同，热设计可以分为建筑热设计、电子热设计、汽车热设计等不同类型。此外，根据设计目标的不同，热设计还可以分为热管理、热传递、热舒适性等不同方面。
      热设计工作是一个闭环，从项目前期的结构设计，硬件布局，软件控制，材料选型到后期的温升测试，都应该有热设计工程师的参与。同时，产品迭代速度加快的需求使得留给工程师的设计周期越来越短，因此，越来越多企业采用热仿真来降低成本、加速研发，提升功率器件的热性能可靠性，从而高效驱动热设计。
      例如，在对电子产品系统进行散热仿真分析时，通常会用到散热仿真软件--采用计算机流体动力学技术(CFD)，对系统在层流、湍流或过渡态状态下的导热、对流及辐射情况进行求解，获得系统流动传热的参数分布。在产品设计的最初期，工程师就可以利用软件创建虚拟模型，对多种系统设计方案进行评估，识别潜在的散热风险，规避样机试制风险，减少重复设计，缩短开发周期，降低成本。
      目前市场流行的电子散热仿真软件有：
      1）Ansys Icepak
      2）Simcenter Flotherm
      3）Altair SimLab
      4）6SigmaET
      5）SolidWorks Flow Simulation
      6）Autodesk CFD
      7）SINDA/FLUINT
      8）Simetherm
      9）TAITherm
     10）SimScale
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