电子产品研发全流程：SW螺旋水道冷板+FloEFD热仿真+ANSYS可靠性验证

前段时间，做了一个产品技术预研的项目，关于某5KW双面液冷散热的冷板结构设计、热设计与可靠性仿真。

有相关项目咨询，技术支持需求的企业或个人，可以联系

VX：yanshanYH，备注来意。

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双层阿基米德螺旋水道冷板结构设计图

最终的热流仿真效果，如下图所示，

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表面温度场云图

中间也是设计了十几版，经过不断对比优化，得出的最终合适的结果

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其中比较典型的6种设计方案

下面把我的设计思路，以及相关软件工具的简要说明，和项目管理的心得体会分享给大家。

对于水冷板性能与可靠性，考量的参数主要有（但不限于），

• 热阻：主要为了应对热源的温升，一般按设计目标温升/功耗，即可获得热阻的设计目标值；
• 流阻：在一定入口流量、指定工质情况下，流阻不大于相应的值（比如0.8bar-1bar@6L/min）；
• 耐压与密封性：一般会在规格书中对此部分的参数做要求，比如1MPa保压（冷却液）持续1h无渗漏点，压力下降不大于多少等信息。

之前我们公众号也分享过关于水冷板设计规范的文章，详细内容可点击下方链接进行了解。

液冷板结构热设计规范与仿真技术要点（一）​

所以，项目进行之前，首先得搞清楚客户的设计目标，完整的需求。

然后根据需求沟通，做方案设计所需要的必要条件，如下清单，

• 进水口流量
• 进水温度
• 环境温度
• 热源大小及其分布
• 材料清单
• 热阻要求
• 流阻要求

这个我们之前的文章也有分享，这里不在赘述，可点击下方链接进行详细了解。

FloEFD单管道水冷板热设计仿真分析与VIP直播答疑​

那么在此项目的结构设计与热流仿真过程中，选择了两种软件，一开始用的是flotherm，后来因为要不断更改模型结构设计，所以用了solidworks结合floefd的方式。

在solidworks中设计螺旋水道

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solidworks中设计螺旋水道设计

然后，通过FloEFD（独立版本或者solidworks内置的flow simulation）软件，根据边界条件等信息，对其热流进行仿真分析，确认是否达到客户的设计目标。

下面分享几张仿真的温度、流场、流阻云图。

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上下板温度云图剖面

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内部静压云图

可以看出，基本都在设计目标范围内。

对于，上下盖的密封结构设计与可靠性仿真分析，可参考之前分享的文章

电子产品IP防水O型圈压缩与结构应力仿真技术​

方法和上文类似，注意相关材料与凹槽的结构尺寸设计即可。

并且为了满足装配以及制造、成本管控等要求，此项目特意将上下盖做了处理，满足低成本优化的目的。

本期的分享就到这里，对结构设计、热设计以及数字化研发系统等技术提升与项目咨询、项目技术支持等需求，可联系V：yanshanYH，备注来意。

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