【经验】如何使用Aavid Smart-CFD热仿真软件进行高效低成本设计Heat Sink
一个器件或者一个系统需要加强散热，扩展散热表面积是一个有效手段。面积扩展通常由各种形式的散热器来实现。散热器设计的好坏直接关系到散热的效果，影响产品的可靠性。
因为散热器影响散热性能的因素非常多，比如散热器的base厚度、齿高、齿间距等几何参数、流体的流速、流态等流体参数、散热器的材料属性参数、散热器的制造工艺等等，所以散热器设计是一个多变量交互影响的复杂工程设计过程。如何平衡这么多变量，设计出一款散热性能最优成本最低的散热器昵？传统的方法是根据散热理论评估，设计多个备选方案打样品，通过实测来确定散热器是否满足产品应用要求。这个方法高度依赖设计者的设计经验。如果设计者经验不足，将导致反复多次设计、打样、测试，设计周期长，研发成本高。众所周知，电脑仿真工具的使用可以有效改善这种情况。那么市面上哪个软件既好用又高效昵？爱美达智能热仿真软件Aavid Smart-CFD是一个优秀的选择。
Aavid Smart-CFD 将数十年的散热器制造的专业知识、测试和性能数据加密到智能对象模型中，以改进热设计和分析，缩短设计周期、减少原型测试和降低项目成本。在散热器设计领域，Smart-CFD可以方便使用智能元件Heat Sink创建散热器模型，而且可以便捷进行定制化设计：
-支持extruded profile、bonded fin、floded fin、zipper fin、pin fin等常见散热器类型的快速创建，而且支持定制化异形散热器CAD模型导入。
-可以方便进行散热器base、fin几何参数修改
-提供多样化常见工艺材料的选择
Figure 1 常见的散热器类型
Figure 2 Aavid Smart-CFD自带的鳍片材料库，来自Aavid制造一线工艺积累
Smart-CFD可以自动对创建的散热器对象进行网格添加，保持求解器的默认设置，点击求解，即可获得仿真结果。仿真结果可以以丰富的可视化的形式展示，而且用户可以方便对可视化形式进行自定义，软件支持components、cut plane、streamline、isosurface、clip等多种可视化表现手段。用户还可以获得书面的热仿真结果的报告书。
客户有一个散热器设计需求，要求散热器尺寸控制在360*60*175mm，热源960W，强制风冷散热，热源温升控制在30℃以内。根据客户提供的散热器基础结构在Smart-CFD上创建heatsingk模型：考虑到采用高密度翅片的zipper fin，材料为铝材，基板厚度5mm，散热鳍片厚度1mm，鳍片间距3mm，入风口风速3m/s。仿真结果显示（见图Figure 3），散热器压降28Pa@139CFM，热源温度62.6℃，温升37.6℃，超温7.6℃。
Figure 3客户基础结构的仿真结果
在Smart-CFD软件中进行散热器几何参数及材料参数的优化设计，具体结果见figure 4。根据优化结果，当散热器基板材料铜材，鳍片采用铝材，基板厚度10mm，鳍片厚度0.8mm，鳍片间距2.4mm，散热器压降为50Pa@231CFM，热源温升54.3℃，满载温升30℃的设计要求。
Figure 4 优化设计的结果
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