CN105740493A - 获得扩展卡冷却流量的仿真模型及仿真方法 - Google Patents

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Abstract

一种获得扩展卡冷却流量的仿真模型，该扩展卡电连接于一主机装置的电路板上，该主机装置还包括壳体、电源供应器、硬盘、存储器及风扇，该仿真模型包括电路板、扩展卡及风扇，该仿真模型中的电路板、扩展卡及风扇的结构及三者之间的相对位置与主机装置中的电路板、扩展卡及风扇一致，该仿真模型用于被建立于一散热仿真软件中，根据仿真模型及设定的散热参数通过仿真计算获得主机装置的扩展卡的冷却流量与扩展卡温度之间的关系。本发明还提供了一种获得扩展卡冷却流量的仿真方法。

Description

获得扩展卡冷却流量的仿真模型及仿真方法
技术领域
本发明涉及发热组件的冷却流量的仿真模型及仿真方法。
背景技术
在计算机系统效能不断提高下，主机内部的电路板在工作时产生的热能越来越多，这将使电连接于电路板上的扩展卡温度升高。为了保证扩展卡的使用寿命，一风扇会设置在扩展卡附近用来冷却扩展卡。风扇的流量通过在仿真软件中建立完整的主机模型，设置主机模型中各个组件的参数后仿真得出。由于主机中包含的组件很多，设置的参数也相应较多，因此，仿真过程的计算工作量及时间也随之增多。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种确定扩展卡冷却流量的仿真模型及仿真方法，该仿真模型及仿真方法可缩短确定扩展卡的冷却流量所需的仿真时间。
一种获得扩展卡冷却流量的仿真模型，该扩展卡电连接于一主机装置的电路板上，该主机装置还包括壳体、电源供应器、硬盘、存储器及风扇，该仿真模型包括电路板、扩展卡及风扇，该仿真模型中的电路板、扩展卡及风扇的结构及三者之间的相对位置与主机装置中的电路板、扩展卡及风扇一致，该仿真模型用于被建立于一散热仿真软件中，根据仿真模型及设定的散热参数通过仿真计算获得主机装置的扩展卡的冷却流量与扩展卡温度之间的关系。
一种获得扩展卡冷却流量的仿真方法，该扩展卡电连接于一主机装置的电路板上，该主机装置还包括壳体、电源供应器、中央处理器、硬盘、存储器及风扇，该仿真方法包括：在一散热仿真软件中建立主机装置中的电路板的模型，该电路板的模型包括电路板及电连接于电路板上的扩展卡；在该散热仿真软件中建立主机装置中的风扇的模型，该电路板的模型中的电路板及扩展卡与风扇的模型中的风扇结构及三者之间的相对位置与主机装置装置中的电路板、扩展卡及风扇一致；在该散热仿真软件中设定散热仿真的所需的散热参数；及在该散热仿真软件中根据建立的电路板的模型、风扇的模型及设定的散热参数进行仿真计算获得扩展卡冷却流量及对应的扩展卡温度的关系。
上述获得扩展卡冷却流量的仿真模型机仿真方法通过建立简化的仿真模型，可使仿真时设定较少的散热参数，从而较少计算复杂度，从而减少仿真所需的时间。
附图说明
图1为一主机装置的立体图。
图2为图1中的主机装置去除壳体后的立体图。
图3为在散热仿真软件中建立并仿真如图1中的完整的主机装置仿真模型获得的扩展卡冷却流量及扩展卡温度的部分离散数据表。
图4为本发明的一简化的主机装置仿真模型的立体图。
图5为在散热仿真软件中建立并仿真如图4中的主机装置仿真模型获得的扩展卡冷却流量及扩展卡温度的部分离散数据表。
图6为在散热仿真软件中仿真如图1及如图4的主机装置仿真模型获得的扩展卡冷却流量及扩展卡温度的曲线图。
图7为在散热仿真软件中获得主机装置中的扩展卡冷却流量及扩展卡温度的流程图。
主要元件符号说明
主机装置 10
壳体 12
电源供应器 14
硬盘 16
光盘驱动器 18
中央处理器 19
存储器 20
电路板 22
扩展卡 24
风扇 26
完整的主机装置仿真模型 10'
简化的主机装置仿真模型 40
获得扩展卡冷却流量的步骤 S102-S108
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1及图2，一主机装置10包括壳体12、电源供应器14、硬盘16、光盘驱动器18、中央处理器19、存储器20、电路板22、扩展卡24及风扇26。电源供应器14、硬盘16、光盘驱动器18、中央处理器19、存储器20、电路板22、扩展卡24及风扇26均固定于壳体12内。扩展卡24电连接于电路板22上。电源供应器14用于电连接于一电源而产生电能给硬盘16、光盘驱动器18、中央处理器19、存储器20、电路板22、扩展卡24及风扇26供电。主机装置10在工作过程中，硬盘16、光盘驱动器18、中央处理器19、存储器20、电路板22及扩展卡24均产生热量，且由于扩展卡24电连接于电路板22上，电路板22上的热量也会部分地传至扩展卡24上，使扩展卡24的温度升高。风扇26的出风口对着电路板22，用于驱散主机装置10在工作过程中产生的热量，冷却扩展卡24。扩展卡24可为网卡、USB转接卡、声卡、视频采集卡等。
为了获得主机装置10内的扩展卡24的冷却流量与扩展卡24的温度的关系，根据现有技术，将在一散热仿真软件（如Flotherm）中建立结构与图1中一致的完整的主机装置仿真模型10'，再对其进行仿真设置并仿真而获得。该完整的主机装置仿真模型10'包括壳体12、电源供应器14、硬盘16、光盘驱动器18、中央处理器19、存储器20、电路板22、扩展卡24及风扇26。在散热仿真软件中利用该完整的主机装置仿真模型10'对扩展卡24的散热情况进行仿真获得扩展卡24的冷却流量与扩展卡24的温度的关系时，首先设定需要仿真的对象，即扩展卡24，并设定壳体12、硬盘16、光盘驱动器18、存储器20、电路板22及扩展卡24的热传导系数及发热瓦数的边界值、风扇26的静压与流量的边界值及主机装置10的初始条件，如环境温度，然后利用散热仿真软件自动进行仿真计算获得扩展卡24的冷却流量及对应的扩展卡24的温度，其仿真计算所得到的部分离散数据如图3所示，其得到的曲线数据如图6所示。由于利用完整的主机装置仿真模型10'对扩展卡24进行仿真时，仿真计算时涉及到主机装置10内的所有组件的相应的参数，因此，仿真计算过程复杂，所需要的仿真时间相应较长。
如图4，一简化的主机装置仿真模型40包括电路板22、电连接于电路板22上的扩展卡24及出风口对着电路板22的风扇26。该电路板22、扩展卡24及风扇26的结构及三者之间的相对位置与完整的主机装置仿真模型10'中的电路板22、扩展卡24及风扇26一致。在散热仿真软件中利用该简化的主机装置仿真模型40对扩展卡24的散热情况进行仿真获得扩展卡24的冷却流量与扩展卡24的温度的关系时，设定电路板22及扩展卡24的热传导系数及发热瓦数的边界、风扇26的静压与流量的边界值及主机装置10的初始条件，由于仿真过程涉及的参数较少，因此，在通过仿真计算获得扩展卡24的冷却流量及对应的扩展卡24的温度时的计算复杂度将减少，所需要的仿真时间也相应减少。利用其简化的主机装置仿真模型40对扩展卡24的冷却流量与扩展卡24的温度进行仿真而获得的部分离散数据如图5所示，其获得的曲线数据如图6所示。
从上述图6中可知，利用完整的主机装置仿真模型10'及简化的主机装置仿真模型40仿真获得的扩展卡24的冷却流量与扩展卡24的温度的关系的结果基本一致。然而，利用简化的主机装置仿真模型40仿真时所需的时间却减少了，因此，利用上述简化的主机装置仿真模型40仿真可提高仿真效率。
请参阅图7，为获得图1中的主机装置10中的扩展卡24的冷却流量及扩展卡24的温度的关系的仿真方法的流程图。
在散热仿真软件中建立图1中的主机装置10中的电路板22的模型，该电路板22的模型包括电路板22及电连接于电路板22上的扩展卡24（步骤S102）；
在散热仿真软件中建立主机装置10中的风扇26的模型，该电路板22的模型中的电路板22及扩展卡24与风扇26的模型中的风扇26结构及三者之间的相对位置与主机装置10装置中的电路板22、扩展卡24及风扇26一致（步骤S104）；
在散热仿真软件中设定散热仿真的所需的参数，该参数包括电路板22及扩展卡24的热传导系数及发热瓦数的边界值，及风扇26的静压与流量的边界值及主机装置10装置的初始条件，如环境温度（步骤S106）；
在散热仿真软件中根据建立的模型及设定的参数进行仿真计算获得主机装置10中的扩展卡24的冷却流量及对应的扩展卡24的温度的关系（步骤S108）。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明所公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种获得扩展卡冷却流量的仿真模型，该扩展卡电连接于一主机装置的电路板上，该主机装置还包括壳体、电源供应器、中央处理器、硬盘、存储器及风扇，该仿真模型包括电路板、扩展卡及风扇，该仿真模型中的电路板、扩展卡及风扇的结构及三者之间的相对位置与主机装置中的电路板、扩展卡及风扇一致，该仿真模型用于被建立于一散热仿真软件中，根据仿真模型及设定的散热参数通过仿真计算获得主机装置的扩展卡的冷却流量与扩展卡温度之间的关系。
2.如权利要求1该的仿真模型，其特征在于，该散热仿真软件为Flotherm。
3.如权利要求1该的仿真模型，其特征在于，该仿真模型中的风扇的出风口对着电路板。
4.如权利要求1该的仿真模型，其特征在于，该扩展卡为视频采集卡。
5.如权利要求1该的仿真模型，其特征在于，该散热参数包括电路板及扩展卡的热传导系数及发热瓦数的边界、风扇的静压与流量的边界值及主机装置环境温度。
6.一种获得扩展卡冷却流量的仿真方法，该扩展卡电连接于一主机装置的电路板上，该主机装置还包括壳体、电源供应器、中央处理器、硬盘、存储器及风扇，该仿真方法包括：
在一散热仿真软件中建立主机装置中的电路板的模型，该电路板的模型包括电路板及电连接于电路板上的扩展卡；
在该散热仿真软件中建立主机装置中的风扇的模型，该电路板的模型中的电路板及扩展卡与风扇的模型中的风扇结构及三者之间的相对位置与主机装置装置中的电路板、扩展卡及风扇一致；
在该散热仿真软件中设定散热仿真的所需的散热参数；及
在该散热仿真软件中根据建立的电路板的模型、风扇的模型及设定的散热参数进行仿真计算获得主机装置中的扩展卡冷却流量及对应的扩展卡温度的关系。
7.如权利要求6该的仿真方法，其特征在于，该散热仿真软件为Flotherm。
8.如权利要求6该的仿真方法，其特征在于，该仿真模型中的风扇的出风口对着电路板。
9.如权利要求6该的仿真方法，其特征在于，该扩展卡为视频采集卡。
10.如权利要求6该的仿真方法，其特征在于，该散热参数包括电路板及扩展卡的热传导系数及发热瓦数的边界、风扇的静压与流量的边界值及主机装置环境温度。
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