仿真技术为Solectron冷却室外天线节省3个月时间和40,000美金
日期：2007-01-30
通过采用计算机仿真技术对一种室外WiFi天线进行建模，Solectron在样机制造及测试方面节省了大量时间和金钱。“在建立第一个样机之前，我们使用Flomerics 的Flotherm热分析仿真软件，从冷却角度优化设计并确认设计的可行性。”Solectron的机械工程经理Robert Raos如是说，“结果表明初始样机符合顾客要求的所有设备规范。如果没有采用这套软件，我们至少需要另外投入三个月和40，000美金用于识别和解决初始设计理念上所引发的隐患问题。”
设计WiFi无线接入口的目的在于将其安装在室外的一根支架上，为诸如宾馆之类的大型建筑提供无线服务。该部件会产生200W的内部热负荷以及承受几乎相同数值的太阳照射负荷。基于外部环境的最高温度为46o C 的理论依据，此电子室内可允许的最高温度应为66oC 。其他限制条件包括最大重量为12磅以及最高成本为120美金。
Raos研究了四种备选的冷却方法，包括：热电冷却、具有空调装置的控制板、相变材料蓄热以及空对空热交换器。他选择的空对空热交换器设计采用内部风扇通过内部散热片提供空气环流，同时采用外部风扇将室外空气通过外部散热片排出。通过散热片与空气的对流换热以及内外散热片之间的传导实现传热。内外部空气不会混合在一起。
“我选择Flotherm 来分析冷却性能，因为这个软件的设计完全是为了给电子冷却建模并提供多种选择方案以减少电子元器件建模所需的时间。”Raos说。例如，Raos将印制电路板、散热器及风扇的设计参数输入Flomerics的网站，生成相应的精简模型，随后下载这些模型并插入到他的系统模型中，这样做就消除了为这些元器件创建详细的几何模型的需要。精简模型为这些元器件的热特性提供了精确的近似值。当系统模型完成时，Raos成功得出了机箱内每一点上的温度值、流速和方向。
初始设计的仿真结果显示机箱内一些区域的温度以及电路板上的温度高于最大值66oC 。Raos修改了机箱和散热器的几何形状，并重做了几次分析，直到设计达到客户的全部要求。设计成型及测试后发现，第一台样机完全符合所有客户的要求。Raos 表示：“仿真技术帮助我们极其迅速的调整设计方向，使我们完全按照客户的期望进行设计。”
内容提要：仿真结果显示室外天线上不同位置的空气温度。
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