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1、3G系统中某种NodeB的热仿真分析2004年第20卷第1期20D4.Vol_20No.1电子机械工程Electro—MechanicalEngineering173G系统中某种NodeB的热仿真分析景麦丽,王更(1.航天时代电子公司771所,陕西西安710075)(2.深圳中兴通讯股份有限公司西安研究所,陕西西安710075)摘要:用Flotherm软件对3G系统中某种NodeB的不同散热结构进行了仿真分析,通过对各种分析结果的比较,找出了适合该NodeB的散热模型,并在此基础上进行优化设计,以供实际应
2、用借鉴.关键词:热仿真;Flotherm;散热;优化设计中图分类号:TN305.94TP391.9文献标识码:A文章编号:1008—5300(2004)01—0017—04ThermalSimulationAnalysisofaNodeBinthe3GSystemJINGMai-li.WANGGeng(1."Aerospace,嬲ElectronicsCorporation771Institute,an710075,China)(2.ShenzhenZTETelecommunicationJointSto
3、ckCo.Ltd.anInstitute,an71O075,China)Abstract:ThispaperanalyzesdifferentheatdissipatingmodelsofdifferentstructureswithFlothermsoftware.Bycomparingtheresults.wehavefoundthemodelsuitablefortheNodeBandonthebasisofthis,wehavecarriedoutanoptimizeddesignwhichcan
4、beusedinpracticalapplication.Keywords:thermalsimulation;Flotherm;heatdissipating;optimizeddesign0引言随着现代通讯技术的不断发展,通讯产品的功率越来越大,散热量也就相应地增大,但实际使用时又对产品的温升有很大的限制,所以传统的热设计方法已经完全不能满足这种技术挑战.而基于计算流体动力学,数值传热学和有限元分析法的现代热仿真技术正是能够满足目前需要的热设计手段,特别是随着商用仿真软件的完善,热仿真技术得到了越来越
5、广泛的应用.文中介绍采用Flotherm软件对3G系统中某种NodeB的不同散热结构进行热仿真分析的情况.通过对十二种结构进行计算分析,确定了适合该NodeB的设计模型.并在此基础上进行了优化设计,以供实际应用借鉴.1物理模型实际模型包括散热器,遮阳板以及一个四面拼装的机箱.机箱内主要有4个SWIPA.RF模块和1个电源模块,机箱的材质为铝板.?收稿日期:2003—07—082有限元模型的建立在模型的建立中,需要考虑以下一些问题:2.1散热器的建模散热器要根据网格数和使用者的需求来决定建何种模型.若使用者
6、需要知道散热器的肋片之间的空气流速和温度等情况,就需要建复杂的模型,否则可以建简单的模型.但复杂模型会产生很细密的网格,会对计算机的性能提出很高的要求,同时需要较长的计算时间.2.2PSU和SWm-RF模块的建模文章主要叙述控制发热器件周围的温度,各芯片的具体散热并不是分析的重点,因此文中对PSU和SWIPA—RF模块进行模块级建模.2.3机箱的建模由于机箱是密封的,而且在机箱内部散热主要是通过自然对流进行的,因此按照Flotherm手册,对机箱的建模采用thickwall,并给以一定的厚度.18电子机械
7、工程第20卷3整机的热仿真分析3.1目的及假设条件首先对整机的出世模型进行系统分析,然后变换散热器的肋片数量,肋高以及遮阳板的状态及高度,比较分析以寻求最佳的装配,使得机箱内的各器件周围的温度不超过85~C或者更低.图1是Flotherm所示出的仿真模型图.嘲…一…'1≮I?.I蕊Yx图1仿真模型图Y为了方便计算,在建模阶段对模型做了部分简化和假设.下面是一些假设条件:a.环境温度为+55oC;b.太阳辐射按照香港地区夏季(4月22日)无云,全日照条件,太阳辐射强度为922W/m:c.无功耗的元器件对热分
8、析的结果不产生影响,故模型中不对这些元器件(例如:电缆及输入输出滤波器)进行建模;d.为了降低计算时间,散热器用简化模型进行分析;3.2计算算例及结果文中共对可能的十二种算例进行了分析,各种算例的具体数据及结果如表1所示.3.3计算结果及分析3.3.1计算结果计算完成后,对结果的分析是热仿真分析中关键性的一个环节.结果分析包括对温度云图,速度云图以及表格等的分析.下面是几种典型结构的分析结果,为便于显示结果,文中的大部分图片将
