李佳欣，劉 欣，鞏萌萌，王領(lǐng)華

(中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076)

0 引言

隨著飛行器朝向多電/全電化的發(fā)展以及機(jī)電性能的不斷提升，機(jī)載電子設(shè)備數(shù)量越來(lái)越多，其發(fā)展趨勢(shì)也呈現(xiàn)出來(lái)高集成度、微型化和模塊化方向，且工作功率也在不斷增大，伴隨而來(lái)的是熱負(fù)載和熱流密度的不斷升高，因此，要滿足機(jī)載電子設(shè)備在整個(gè)飛行任務(wù)周期能夠安全、可靠的運(yùn)行，高效的熱控系統(tǒng)是未來(lái)多電/全電飛行器的必要組成部分[1-2]。液冷冷板由于其緊湊的結(jié)構(gòu)，以及能夠?qū)⒁后w和電子設(shè)備分離的特性，不僅提高了電子設(shè)備冷卻系統(tǒng)的安全性還極大的強(qiáng)化了換熱能力，近年來(lái)成為了飛行器主動(dòng)液冷系統(tǒng)的主要組成部分[3]。

在電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，熱功率會(huì)有損失，這種損失通常是以熱能消耗的方式表現(xiàn)出來(lái)的，而所有擁有電阻的元器件都相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)部熱源。在電子設(shè)備運(yùn)行工作時(shí)，器件自身的溫度會(huì)因?yàn)楣β实膿p失而上升，此時(shí)電子設(shè)備周圍的環(huán)境溫度同樣也會(huì)影響電子設(shè)備的內(nèi)部溫度，因而影響到電子器件工作時(shí)的可靠性。在電子行業(yè)，設(shè)備元組件的環(huán)境溫度每升高10攝氏度時(shí)，通常失效的概率會(huì)加大一個(gè)數(shù)量級(jí)，即人們所說(shuō)的 “10 ℃法則”。伴隨著微電子技術(shù)的前進(jìn)發(fā)展，電子設(shè)備的熱控設(shè)計(jì)受到人們的關(guān)注程度越來(lái)越大。當(dāng)前，針對(duì)電子設(shè)備安全工作的溫度多數(shù)定為不高于85 ℃[4]，對(duì)于一些特定的精密電子設(shè)備則要求更高，如鋰離子電池組等，工作溫度為20～45 ℃之間，高于55 ℃則停止工作[5-6]。此外，對(duì)于電子設(shè)備工作溫度的均勻性也具有極為嚴(yán)格的要求，一般來(lái)說(shuō)，電子設(shè)備整體的工作溫差要滿足低于3 ℃的要求[7-9]。因此，針對(duì)機(jī)載電子設(shè)備的熱控系統(tǒng)具有越來(lái)越高的需求，而準(zhǔn)確的散熱分析是電子設(shè)備的可靠性運(yùn)作保證的至關(guān)重要的前提[10-11]。

數(shù)值傳熱學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，以離散數(shù)學(xué)、數(shù)值求解為基礎(chǔ)的數(shù)值求解方法成為現(xiàn)在熱控分析的主要方法。這種方法能夠高效、快速地求解復(fù)雜的情況，同時(shí)可以直觀地表現(xiàn)出電子設(shè)備的溫度分布。數(shù)值求解的主要方法為：有限體積法(FVM，finite volume method)；有限元法(FEM，finite element method)[12]；有限差分法(FDM，finite difference method)。有限元數(shù)值模擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算中采用較為普遍[13-15]。有限元法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為廣義變分原理。這種方法能夠解決相對(duì)較為復(fù)雜的幾何模型，能夠加密某些特定區(qū)域(溫度梯度較大、最高溫度處、需要邊界層等)的網(wǎng)格，這種方法的計(jì)算精度比較高。但是，相比于有限差分法，不夠靈活多變，有時(shí)需要解決較為復(fù)雜的線性方程組，這樣就會(huì)占用大量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求較高，同時(shí)，在計(jì)算過(guò)程，也會(huì)花費(fèi)大量的處理時(shí)間[16-18]。

液冷技術(shù)發(fā)展的初始階段，利用了基本的制造工藝，傳統(tǒng)的制作材料，導(dǎo)熱率良好的銅和鋁是最為常用的兩種基底材料，凹槽是用數(shù)控機(jī)床加工而成，從而得到各種形狀的液體流通管道，液體冷卻介質(zhì)在槽道內(nèi)流動(dòng)，從而帶走電子設(shè)備內(nèi)部熱源散發(fā)出的熱量[19-20]，當(dāng)前，F(xiàn)-22的CIP和F-35的ICP上已成功應(yīng)用了這種液冷冷卻技術(shù)。

如今，多種液冷工質(zhì)已經(jīng)應(yīng)用于液冷冷板的工程應(yīng)用中[21]。3M氟化液FC-770，該制冷劑是以全氟液為主要工業(yè)傳導(dǎo)液的，具有良好熱穩(wěn)定性。因?yàn)镕C-770的化學(xué)惰性，能夠用于單相或者二相的液冷劑，可以用在超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軍用的敏感電子元器件的散熱系統(tǒng)中。由于其很高的絕緣性，能夠用于高壓變壓器和高功率電子元器件的散熱。在半導(dǎo)體行業(yè)，F(xiàn)C-770通常用于蝕刻設(shè)備、離子注入設(shè)備，化學(xué)氣相沉積的恒溫液冷劑。此外，F(xiàn)C-770的傾點(diǎn)很低，因此能夠用到冷熱沖擊試驗(yàn)和其他多種測(cè)試。

本文針對(duì)機(jī)載大功率電子設(shè)備進(jìn)行了基于工質(zhì)FC-770的板翅式液冷冷板的熱設(shè)計(jì)，采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD，computational fluid dynamics)數(shù)值模擬的計(jì)算技術(shù)對(duì)所設(shè)計(jì)的板翅式液冷冷板進(jìn)行多工況的熱性能仿真計(jì)算，并對(duì)仿真結(jié)果開(kāi)展了數(shù)據(jù)分析，為多電/全電飛行器的機(jī)載電子設(shè)備液冷技術(shù)和數(shù)據(jù)的工程應(yīng)用發(fā)展提供了有力的支撐。

1 板翅式液冷冷板熱設(shè)計(jì)及模型搭建

1.1 板翅式液冷冷板的熱設(shè)計(jì)方案

冷板作為大熱流密度電子設(shè)備集熱、排熱、傳輸熱量的高效、高可靠性熱控技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于航天、航空、通信等眾多領(lǐng)域，冷板的熱性能則是熱設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的參數(shù)指標(biāo)，其次，為了滿足航天、航空飛行器在重量上的減重要求，一般會(huì)在滿足熱性能的前提下，盡可能地輕量化。一般采用鋁合金作為冷板的材料，其具有輕質(zhì)、剛性強(qiáng)、和眾多工質(zhì)不具相容性、耐腐蝕等眾多優(yōu)勢(shì)。

為了增強(qiáng)換熱能力，在和設(shè)備接觸面積固定、冷板厚度固定的情況下，為了增大冷板內(nèi)部工質(zhì)流道內(nèi)固、液交界面的換熱面積，會(huì)采用在流道內(nèi)增設(shè)翅片的方式，即板翅式冷板，從而通過(guò)增大固體與液體工質(zhì)散熱面積的方式來(lái)提升換熱能力，從而帶走更多電子設(shè)備的廢熱。而為了減小流體回路的泵耗能，可以從減小冷板、管路、閥組內(nèi)的流動(dòng)阻力入手，而冷板內(nèi)的翅片布局則充分考慮到了這點(diǎn)，在流動(dòng)轉(zhuǎn)彎的區(qū)域設(shè)計(jì)布局成為了階梯狀，進(jìn)一步減小了流體工質(zhì)在冷板內(nèi)的流動(dòng)阻力。

液冷冷板如圖1所示。冷板整體尺寸為0.23 m×0.25 m×0.01 m(長(zhǎng)×寬×厚)的矩形，工質(zhì)入口和工質(zhì)出口在冷板的同一方向，為增強(qiáng)換熱能力，在液體工質(zhì)槽道中設(shè)計(jì)使用了強(qiáng)化換熱的翅片。

圖1 液冷冷板示意圖

1.2 有限元網(wǎng)格劃分

有限元前處理網(wǎng)格劃分工作采用的是ANASYS公司的ICEM CFD商業(yè)軟件，該軟件是一個(gè)數(shù)值仿真計(jì)算前后設(shè)置的軟件，包括了幾何模型建立，網(wǎng)格劃分，預(yù)設(shè)定初始條件設(shè)定，后設(shè)定等功能。在CFD領(lǐng)域，功能優(yōu)勢(shì)比較明顯，被廣泛應(yīng)用于流、固、熱耦合的數(shù)值計(jì)算當(dāng)中。

依據(jù)有限元法離散化控制方程的數(shù)值模擬計(jì)算中，網(wǎng)格劃分是極為關(guān)鍵的一步，網(wǎng)格的質(zhì)量與數(shù)量，關(guān)系到計(jì)算結(jié)果的精確度與計(jì)算時(shí)間的長(zhǎng)短。網(wǎng)格，即在求解區(qū)域內(nèi)一些離散的點(diǎn)，CFD通過(guò)離散化控制方程，使用數(shù)值方法得到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，如：壓力、速度、溫度等等，即數(shù)值解。為能夠在生成網(wǎng)格過(guò)程，以及在后設(shè)定中與幾何模型的緊密關(guān)聯(lián)，根據(jù)本文的研究對(duì)象，采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、O型網(wǎng)格技術(shù)對(duì)冷板進(jìn)行了網(wǎng)格劃分工作，不僅可以提高計(jì)算精度與速度，還可以使得網(wǎng)格質(zhì)量更高。

液冷冷板網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖2所示。因?yàn)橐豪淅浒骞べ|(zhì)槽道存在液體的流動(dòng)，因此，在槽道邊界處進(jìn)行了網(wǎng)格加密處理，以模擬仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。最終，網(wǎng)格生成數(shù)量為3.5×105。

圖2 液冷冷板網(wǎng)格劃分結(jié)果示意圖

液冷冷板模型是由固體區(qū)域和流體區(qū)域兩部分結(jié)合而成的，因此，在固液交界面出需要添加邊界層。在網(wǎng)格生成過(guò)程的做法就是使固液交界面處的網(wǎng)格變得較其他區(qū)域的網(wǎng)格更加密集一些，這樣在導(dǎo)入Fluent軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算精度會(huì)比較高，同時(shí)在液體流動(dòng)變化比較劇烈的區(qū)域也加密網(wǎng)格；相對(duì)來(lái)說(shuō)，在流體流動(dòng)區(qū)域變化不明顯的區(qū)域可以粗化網(wǎng)格，在純固體區(qū)域也可以粗化網(wǎng)格，這樣可以減少網(wǎng)格規(guī)模，提高計(jì)算速度。

對(duì)流體近壁面流動(dòng)區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行合理性檢查。在紊流流動(dòng)情況中，普遍存在Wall Y plus。Y plus的值合理，意味著網(wǎng)格中的第一層邊界網(wǎng)格布置得較為合理，Y plus值對(duì)傳熱特性的影響較大，因此要合理控制Y plus的值。Y plus是由solver解出來(lái)的結(jié)果，在網(wǎng)格劃分時(shí)，第一層網(wǎng)格通常布置到對(duì)數(shù)分布律成立的范圍，本文的液冷冷板的范圍在20以下即算合理。通過(guò)對(duì)流體的主要流動(dòng)區(qū)域(part的定義為repian)預(yù)算，得到的Wall Y plus值如圖3所示。

圖3 流體近壁面流動(dòng)區(qū)域Wall Y plus值示意圖

由圖3可知，本文針對(duì)的液冷冷板的模型在近壁面處的Y plus值處于合理范圍內(nèi)，可以進(jìn)行具體的數(shù)值模擬與計(jì)算。

1.3 模型、材料、邊界條件及工況設(shè)定

本文采用ANASYS公司的商業(yè)流體仿真軟件FLUENT對(duì)液冷冷板進(jìn)行了熱仿真分析，具體模型、材料及工況的設(shè)定如下所述。

1.3.1 模型設(shè)定

本文采用FLUENT自帶的計(jì)算模型即可，主要采用的模型為：

1)能量方程模型(energy equation)；

2)紊流模型。Model選擇k-epsilon；k-epsilon Model選擇Standard；近壁面紊流計(jì)算函數(shù)(near-wall treatment)選擇增強(qiáng)壁面函數(shù)(enhanced wall treatment)。

1.3.2 材料設(shè)定

1)冷板采用鋁制材料，參數(shù)采用FLUENT軟件自帶的參數(shù)數(shù)據(jù)包即可。

2)液冷冷板中的液冷介質(zhì)為3M氟化液FC-770，物性參數(shù)如表1所示。

表1 FC-770物性參數(shù)

由于Fluent軟件自帶的流體沒(méi)有FC-770相關(guān)的參數(shù)，因此，通過(guò)增加新的流體數(shù)據(jù)以解決液冷劑的設(shè)定，然而，F(xiàn)C-770液冷劑的參數(shù)都是隨溫度而變化的，因此采用如下關(guān)系式對(duì)FC-770參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)镕LUENT軟件使用華氏度(K)為溫度單位，因此，對(duì)參數(shù)定義是進(jìn)行了溫度轉(zhuǎn)換。

1)比熱(J/kg℃)：

Cp=997+1.615t(℃)

(1)

轉(zhuǎn)換為華氏度(K)的公式為：

Cp=555.862 75+1.615T(K)

(2)

2)密度(kg/m3)：

ρ=1 860-2.66t(℃)

(3)

轉(zhuǎn)換為華氏度(K)的公式為：

ρ=2 586.579-2.66T(K)

(4)

3)運(yùn)動(dòng)粘度(kg/m3)：

FC-770粘度隨溫度的變化曲線如圖4所示。

圖4 FC-770粘度隨溫度變化曲線示意圖

(5)

轉(zhuǎn)換為華氏度(K)的公式為：

μ=0.103-8.683 02e-4T+

2.479 38e-6T2-2.390 31e-9T3(K)

(6)

4)導(dǎo)熱率(W/kg·K)：

導(dǎo)熱率只需根據(jù)表 1查取即可，即0.063(W/kg·K)。

1.3.3 邊界條件及工況設(shè)定

1)工質(zhì)入口流速：0.302 9 kg/s；

2)工質(zhì)入口初始?jí)毫Γ?01 325 Pa；

3)液冷冷板總加熱量為450 W，冷板兩面，熱流密度為3 913.04 W/m2；

4)液冷工質(zhì)FC-770入口溫度設(shè)定5種不同工況，分別為：工況一，-40 ℃(233.15 K)；工況二，-20 ℃(253.15 K)；工況三，0 ℃(273.15 K)；工況四，25 ℃(298.15 K)；工況五，45 ℃(318.15 K)。

2 液冷冷板數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析

本文所設(shè)計(jì)的板翅式液冷冷板的數(shù)值計(jì)算所采用的是流體流動(dòng)與熱交換計(jì)算商業(yè)軟件ANASYS Fluent對(duì)其熱性能進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。主要對(duì)不同液體制冷劑不同入口溫度進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，入口溫度分別為233.15 K、253.15 K、273.15 K、298.15 K、318.15 K。本節(jié)內(nèi)容分別對(duì)5個(gè)工況下切面溫度、加熱面溫度、液冷劑流速以及流體域壓力分布進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并依據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)開(kāi)展熱設(shè)計(jì)合理性與熱性能的分析。

圖5～9為工況一到工況五仿真結(jié)果云圖，包括：切面溫度云圖，加熱面溫度云圖，液冷劑速度云圖以及流體域壓力云圖，(云圖左側(cè)為液冷冷板流體工質(zhì)的出口位置，右側(cè)為液體工質(zhì)的入口位置)。

圖5 進(jìn)口溫度233.15 K數(shù)值模擬結(jié)果圖

圖5為工況一(流體工質(zhì)入口溫度為233.15 K)的仿真分析結(jié)果云圖。

由圖5(a)可知，流體工質(zhì)流經(jīng)液冷冷板，在外部電子設(shè)備熱耗加熱后，液體工質(zhì)在流出冷板出口后，溫度有明顯上升，出口溫度為235.54 K，溫升為2.39 K，電子設(shè)備的廢熱以此由液冷冷板帶走。圖5(b)為液冷冷板加熱面的溫度分布云圖，由圖中可以看出，流體工質(zhì)入口方向，即圖中液冷冷板右側(cè)溫度較低，靠近出口方向，即圖中也冷冷板左側(cè)方向溫度較高，溫度由右側(cè)向左側(cè)呈現(xiàn)出溫度逐漸升高的梯形分布。結(jié)合圖5(a)切面溫度云圖和圖5(b)加熱面溫度云圖可知，液冷冷板在由外側(cè)電子設(shè)備加熱后的溫度呈現(xiàn)出合理的分布和溫度變化趨勢(shì)。

由圖5(c)液體工質(zhì)速度云圖可以知道，整個(gè)流體區(qū)域的速度都比較平緩，但在冷板內(nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處，會(huì)出現(xiàn)局部的速度增大區(qū)域，是因?yàn)樵诶浒鍍?nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處流動(dòng)區(qū)域有所減小，導(dǎo)致速度增大。圖5(d)為整個(gè)液冷冷板的壓力分布云圖，由圖中可以明顯看到，流體工質(zhì)流經(jīng)整個(gè)液冷冷板后，壓力具有明顯的下降，且在每次經(jīng)過(guò)冷板內(nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處會(huì)有明顯的壓力下降的變化。出現(xiàn)該種情況，是因?yàn)樵诶浒鍍?nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處，流道變窄，流阻增大，導(dǎo)致的壓力下降。結(jié)合圖5(c)流體工質(zhì)的速度分布云圖和圖5(d)流體工質(zhì)的壓力分布云圖對(duì)比分析可以知道，在流道轉(zhuǎn)彎處壓力的降低和速度的增大是合理的，依據(jù)伯努利定理關(guān)系，該情況也可應(yīng)證，伯努利方程如式(7)所示，當(dāng)重力影響可以忽略時(shí)，則由式(8)定義該關(guān)系。

(7)

(8)

圖6～9為工況二至工況五的數(shù)值方正計(jì)算結(jié)果云圖，其分布狀態(tài)和變化趨勢(shì)與工況一類似，因邊界條件的不同，僅在數(shù)值上有所區(qū)別，數(shù)值結(jié)果的分析結(jié)論與工況一類似，故僅給出各工況的云圖分布情況，不做過(guò)多說(shuō)明和分析。具體分布云圖情況如下所示。

圖6 進(jìn)口溫度253.15 K數(shù)值模擬結(jié)果圖

圖7 進(jìn)口溫度273.15 K數(shù)值模擬結(jié)果圖

圖9 進(jìn)口溫度318.15 K數(shù)值模擬結(jié)果圖

表2為5種工況下板翅式液冷冷板的溫度、工質(zhì)流速和壓力數(shù)據(jù)，板翅式液冷冷板的進(jìn)口溫度、出口溫度、最大溫度、最小溫度、工質(zhì)的流動(dòng)速度以及冷板出口壓力隨工質(zhì)入口溫度變化的曲線如圖10所示。

表2 不同工況下冷板溫度、速度、壓力值域范圍

可以看出，隨液冷劑進(jìn)口溫度的提高，出口溫度、整個(gè)冷板溫度的最小值以及最大值都提高，流體域的速度提高，出口的壓力都在降低。出口溫度相對(duì)于進(jìn)口溫度都會(huì)升高，溫差(出口溫度-進(jìn)口溫度)分別為：2.39 K，2.12 K，1.85 K，1.45 K，1.38 K。根據(jù)能量守恒方程(冷板吸收的熱量=溫度升高所需的熱量)知，溫升的值是合理的；隨液冷劑進(jìn)口溫度的提高，溫升的值處于降低趨勢(shì)。整個(gè)板翅式液冷冷板的最大溫差低于3 ℃，符合電子設(shè)備溫度均勻性要求。

液冷工質(zhì)進(jìn)口溫度為318.15 K是電子設(shè)備液冷機(jī)箱液冷劑進(jìn)口的最高溫度，在此溫度下，整個(gè)冷板最高溫度為324.094 7 K，即50.944 7 ℃。當(dāng)整個(gè)冷板的最高溫度小于55 ℃時(shí)，即可以認(rèn)為電子設(shè)備能夠處于穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行環(huán)境，且整個(gè)液冷機(jī)箱散熱系統(tǒng)的散熱性能相對(duì)比較高效。

根據(jù)速度圖像，可以看出整個(gè)流體區(qū)域的速度都比較平緩，但在冷板內(nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處，會(huì)出現(xiàn)局部的速度增大區(qū)域，是因?yàn)樵诶浒鍍?nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處流動(dòng)區(qū)域有所減小，導(dǎo)致速度增大。今后可以在冷板內(nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處的設(shè)計(jì)，可以加寬轉(zhuǎn)彎處的流體區(qū)域，使流體進(jìn)入彎道區(qū)域流動(dòng)會(huì)相對(duì)平緩一些，以解決轉(zhuǎn)彎處流速大幅度增大的問(wèn)題，從而進(jìn)一步優(yōu)化冷板內(nèi)部流道的翅片排列設(shè)計(jì)。

根據(jù)壓力云圖和曲線可知，板翅式液冷冷板的出口壓力隨液體工質(zhì)入口溫度的升高而降低，出口壓力則相對(duì)入口壓力均有所下降，壓力在冷板內(nèi)部流道的轉(zhuǎn)彎處會(huì)有明顯的壓降。進(jìn)出口存在壓力差，且進(jìn)口壓力明顯高于出口壓力，整個(gè)板翅式液冷冷板的壓力差分別為：59 923.13 Pa，57 390.02 Pa，55 697.74 Pa，55 500.92 Pa，53 890.10 Pa，隨液冷劑進(jìn)口溫度的提高，壓差的值處于降低趨勢(shì)。

綜上所述，電子設(shè)備板翅式液冷冷板設(shè)計(jì)合理，液冷工質(zhì)采用FC-770滿足性能需求，散熱的方式是安全、可靠、高效的冷卻方式，能夠給予機(jī)載大功率電子設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行環(huán)境，為板翅式冷板設(shè)計(jì)和熱控技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支撐。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今先進(jìn)飛行器多向多電/全電化發(fā)展，機(jī)載電子設(shè)備的集成度、小型化程度也越來(lái)越高，所面臨的難題便是熱流密度越來(lái)越大所帶來(lái)的溫度越來(lái)越高，而電子設(shè)備要高效、可長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，就要確保電子設(shè)備工作在一個(gè)合理的溫度范圍內(nèi)，因此熱管理系統(tǒng)成為當(dāng)前飛行器關(guān)鍵系統(tǒng)之一。

為了滿足當(dāng)前先進(jìn)飛行器的熱控需求，本文針對(duì)機(jī)載大熱流密度電子設(shè)備的熱控需求，文中開(kāi)展了一種基于FC-770工質(zhì)的板翅式液冷冷板的結(jié)構(gòu)熱設(shè)計(jì)工作，搭建了板翅式液冷冷板的三維模型，采用CFD數(shù)值模擬的計(jì)算方法對(duì)所設(shè)計(jì)的板翅式液冷冷板進(jìn)行了熱仿真，分析了液冷冷板在不同工況下的熱性能參數(shù)。

基于數(shù)值仿真的計(jì)算結(jié)果開(kāi)展了數(shù)據(jù)分析，針對(duì)當(dāng)前機(jī)載大功率電子設(shè)備450 W的散熱需求，液冷工質(zhì)入口溫度在318.15 K以下，均可滿足電子設(shè)備55 ℃安全、高效工作的需求[5-6]。此外，整個(gè)板翅式液冷冷板的最大溫差均控制在3 ℃以內(nèi)，符合對(duì)機(jī)載大功率電子設(shè)備在溫度均勻性上的設(shè)計(jì)要求。

本文所設(shè)計(jì)搭建的基于液體冷卻工質(zhì)FC-770板翅式液冷冷板，為機(jī)載大功率電子設(shè)備冷板技術(shù)的散熱設(shè)計(jì)提供了有效的技術(shù)指導(dǎo)，為液冷散熱技術(shù)提供合理的數(shù)據(jù)支撐。