通过仿真Hybricon公司设计出了比竞争对手的产品散热效率高30%的8U机箱

热设计

图为一个8U机箱的剖面图所显示的空气流动情况。空气从左边流入，通过插箱时上升然后从右边流出。

热仿真帮助Hybricon在8U机箱的设计工作中发挥了关键性的作用，这种产品比其竞争对手的产品多散热30%。机箱中有一个6U高的垂直插箱，这样在它的上部和下部就只有1U的可供空气流动的空间，因此8U机箱的设计就有了很大的挑战性。在开发这种新型机箱的过程中，Hybricon的工程师使用Flomerics公司的Flotherm热仿真软件模拟整个机箱内的气压和气流速度的分布情况并改进设计使得气流可以均匀的流过风道。他们还评估了不同的风扇和空气滤网，以获取更进一步的性能改善。现在，Hybricon8U机箱在散热方面有了很大的改进，即使在最恶劣的通风环境下也可以实现在使用低性能风扇条件下比最强对手的设计可多散热30%，而在使用高性能风扇时，可多散热85%。

“确定电路板的高度宽度以及如何与背板连接是许多工业标准比如：VME,VME64X以及CPCI等系统成功的关键因素之一,”Hybricon公司的技术总监BobSullivan说，“但是工业标准并不能有效地解决电子散热和冷却的问题，因此，热问题经常潜伏在设计背后直到工程测试阶段才显示出来，有时甚至更糟，直到用户正式使用时才发现。我们需要通过仔细设计气流流通路径，理解空气可流通区域的限制，选择不同的电路板及风扇，才能得到适合更小体积更大功耗要求的设计方案。我们尝试了各种方法来解决这些问题，包括手动计算和流体网格建模工具，但是，我们最终选择了仿真软件Flotherm，它在热设计方面的强大功能远超过其他任何方法。Flotherm提供了整个设计过程中的气压、温度和气流的详细图形信息以及如何对设计进行改善的深入研究。这一软件的一个关键优势是它是为机械设计工程师进行热设计而开发的，因此，我们可以快速优化解决方案。”

“在8U机箱的设计过程中，我们通过对机箱内气流路径的控制和管理满足了非常苛刻的体积方面的要求，”Sullivan先生说。“由于对典型的机箱环境和如何确定系统级机箱设计有了一定的了解，我们设计出了能满足大多数应用条件下散热要求的8U机箱。这一设计的实现主要归因于精准的气流路径控制和风扇的选择，使得足够量的冷空气能够按照已知的可控制的气流路径均匀地通过机箱内的重要元器件。在完成了热方面的优化设计之后，Flotherm软件的分析结果显示除了在进风口和向插箱下部过渡的区域里气流速度有所降低之外，整个机箱内部的气流速度是相对一致的。经Flotherm软件分析，流过缝隙的气流流量也基本一致，在使用低性能风扇条件下，流量范围为5.2CFM-6.4CFM；使用高性能风扇条件下，为7.4CFM-9.5CFM。槽与槽之间相对较低的气流变化是该新型机箱之所以具有良好的热性能的关键。”