Я.А. Болычев1, Н.Э. Самойленко2, Н.В. Ципина3, И.А. Турецкий4

1-4 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Анализ и оценка теплового режима радиоэлектронного средства (РЭС) в современной радиоэлектронной аппаратуре - важнейшая задача, решаемая на стадии проектирования и разработки будущего устройства. Следовательно и выбор системы охлаждения для теплонагруженных конструкций является неотъемлемой составляющей, которую необходимо решать на ранних этапах проектирования. Применение современного набора средств автоматизированного проектирования (САПР) на протяжении всего процесса создания РЭС, позволяет учесть все возможные проблемные места, не прибегая к изготовлению макета и прототипа. Моделирование тепловых характеристик и процессов теплообмена предусматривает проведение процедур моделирования и обеспечение теплового режима в основном на этапе конструкторско-топологического проектирования. При этом анализ тепловых характеристик осуществляется, как правило, после решения какой-либо задачи конструкторского синтеза (размещение, компоновка, выбор и разработка конструкций блоков, стоек и т.д.). Если же результаты моделирования неудовлетворительны, то происходит изменение конструкции. Следовательно, для снижения временных затрат и уменьшения итерационности процесса проектирования требуется решать вопросы обеспечения теплового режима уже на ранних этапах разработки. Чаще всего это осуществляется путем увеличения площади теплоотдающей поверхности (радиатор), но в некоторых случаях возникает необходимость дополнительного охлаждения, например, дополнительного применения жидкостного охлаждения, что обуславливает актуальность разработки методики моделирования радиаторов жидкостных систем охлаждения РЭС.

Цель. Представить методику моделирования радиаторов жидкостных систем охлаждения РЭС, достоверность которой можно было бы подтвердить результатами аналитических расчетов и данными натурного эксперимента.

Результаты. Сформулирована постановка решаемой задачи, предложена методика моделирования и выполнены процедуры оптимизации системы охлаждения. На основе разработанной 3D-модели радиатора с жидкостной системой охлаждения реализованы процедуры многовариантного анализа с помощью современных средств автоматизированного проектирования. Проведена оптимизация системы жидкостного охлаждения с использованием современных программных средств моделирования, в частности программы Solidworks Simulation.

Практическая значимость. Представленные результаты моделирования могут быть использованы при проектировании и создании систем охлаждения для различных устройств и приборов.

Болычев Я.А., Самойленко Н.Э., Ципина Н.В., Турецкий И.А. Методика моделирования радиаторов жидкостных систем охлажде-ния радиоэлектронных средств // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 78-82. DOI: https://doi.org/10.18127/ j00338486-202308-12

1. Ципина Н.В., Самойленко Н.Э., Потапов С.С. Математические методы геометрического представления моделей в САПР // Межвузов. сб. науч. трудов «Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем». Воронеж. 2018. С. 125-129.
2. Самойленко Н.Э., Ципина Н.В., Чепрасов И.В., Барагузин А.Ю., Потапов С.С. Оптимизация конструкций системы охлаждения электронного модуля с помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks // Межвузов. сб. науч. трудов «Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем». Воронеж. 2018. С. 130-138.
3. Макаров О.Ю., Турецкий А.В., Ципина Н.В., Шуваев В.А. Комплексный подход при моделировании и оптимизации характеристик РЭС в процессе проектирования // Радиотехника. 2016. № 6. С. 50-54.
4. Макаров О.Ю., Ципина Н.В., Шуваев В.А. Комплексный подход к решению задач анализа и обеспечения тепловых характеристик при проектировании РЭС // Радиотехника. 2017. № 6. С. 166-170.
5. Муратов А.В., Ципина Н.В. Способы обеспечения тепловых режимов РЭС: Учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ. 2007. С. 61-63.