課程大綱

一、基礎理論與熱流體分析原理
1. 電子散熱理論
? 熱傳遞三模式：熱傳導（傅里葉定律）、對流（牛頓冷卻方程）、輻射（斯蒂芬-玻爾茲曼定律）13。
? 熱阻網絡分析：接觸熱阻、材料熱阻、散熱路徑優化15。
? 冷卻方式選擇：自然對流、強迫風冷（風扇曲線擬合）、液冷（微通道設計）、相變冷卻13。
2. 流體力學基礎
? 湍流模型選擇：零方程模型（快速收斂）、k-ε模型（高精度）、大渦模擬（瞬態分析）45。
? 邊界層理論：Y+控制、壁面函數設置（增強壁面處理）14。

二、前處理與建模技術
1. 幾何建模與簡化
? CAD修復：刪除非關鍵特征（倒角/小孔）、中面抽取（薄壁結構）、對稱切割（1/4模型）13。
? 特殊對象建模：
■ PCB板：各向異性導熱率設置（平面與法向導熱差異）1。
■ 散熱器：參數化翅片設計（間距/厚度優化）13。
■ 風扇/開孔：Grille對象（局部阻力系數設置）1。
2. 網格劃分策略
? 網格類型：六面體（冷板流道）、四面體（復雜電子元件）、非連續網格（局部加密）13。
? 質量控制：雅可比系數（<0.7）、膨脹層（邊界層網格）、曲率自適應加密14。

三、求解設置與多物理場耦合
1. 邊界條件與求解器配置
? 熱源定義：功率密度（W/m3）、瞬態熱源（時間步長設置）1。
? 流動模型：自然對流（Boussinesq近似）、強迫對流（風扇PQ曲線導入）14。
? 輻射模型：離散坐標法（DO模型）與表面發射率設置15。
2. 流-固耦合分析
? 共軛傳熱（CHT）：流體域與固體域耦合求解（溫度場雙向傳遞）15。
? 案例：液冷板流道優化（流速-壓降-溫度場協同分析）13。

四、后處理與行業應用
1. 結果分析與優化
? 溫度/流場可視化：云圖（峰值溫度定位）、流線圖（渦流識別）、瞬態動畫13。
? 關鍵參數提取：熱阻計算、Nusselt數（對流換熱效率評估）15。
? 參數化優化：散熱器尺寸敏感性分析、拓撲優化（輕量化設計）13。
2. 行業案例庫
? 電力電子：IGBT模塊液冷系統（微通道設計）1。
? 數據中心：機柜風冷布局優化（熱回流抑制）3。
? 新能源汽車：電池包熱管理（相變材料耦合分析）15。

五、培訓形式與資源
? 授課方式：理論30% + 案例實操70%（提供機箱風冷、液冷板等模型文件）13。
? 適用對象：熱設計工程師、CAE分析師、高校研究人員。