电子设备高效热设计技术研究

摘要

该文利用数值传热及计算流体动力学的基本原理,编写了电子设备通用热分析程序.它采用了基于交错网格的有限容积法,对流项的离散使用了QUICK格式,采用SIMPLEC方法处理速度-压力的耦合,离散代数方程组的求解可选用共轭梯度法或多重网格法.深入分析了作用在二进制码及Gray码上的单点杂交算子特性以及单点杂交算子作用下的二进制码和Gray码形式的子代个体分布的概率特性.提出了一种将标准遗传算法与模拟退火法相结合的混合遗传算法,并将其用于散热器结构优化及PCB上器件布局的优化设计.对实数码遗传算法进行了研究,设计了一种新的实数码遗传算法,并与标准遗传算法进行了对比.提出了PCB上器件优化布局的评价标准,并采用遗传算法和数值传热相结合的方法对三维传热条件下的PCB上器件布局进行了优化计算.

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1高效热设计技术概述

1.2电子设备热设计的主要难点

1.3本文主要研究成果

第2章数值传热理论

2.1流动及传热基本方程

2.2流体流动的几个主要数学模型

2.3对流项离散格式

2.4不可压缩流动中的压力处理

2.5 SIMPLEC算法的显式修正步

2.6边界条件的处理

第3章遗传算法的基本理论

3.1概论

3.2遗传算法的几何理论

3.3遗传算法的马氏链模型

第4章遗传算法的高级技术

4.1连续优化问题的遗传算法

4.2编码形式与杂交算子特性

4.3早熟现象与适应度值缩放技术

4.4混合遗传算法

4.5实数码遗传算法

第5章信号处理专用芯片热设计技术

5.1概述

5.2专用芯片热特性分析软件设计

5.3减小专用芯片内热阻的热设计技术

5.4专用芯片的热应力分析

第6章散热器高效热设计技术

6.1散热器的选择与设计

6.2散热器三维温度场及流场的数值计算

6.3散热器结构优化模型

6.4基于准则方程的散热器结构优化

6.5基于遗传算法的散热器结构优化

6.6散热器高效热设计技术小结

第7章印制线路板高效热设计技术

7.1概述

7.2 PCB三维流场和温度场的数值计算

7.3 PCB优化问题的定义

7.4二维传热条件下PCB布局优化设计

7.5三维传热下PCB布局优化设计

第8章散热器及PCB的热特性实验

8.1实验仪器

8.2自然冷却条件下散热器的实验测试

8.3强迫风冷条件下散热器实验测试

8.4强迫风冷条件下PCB热测试

结束语

致谢

参考文献

研究成果