本發(fā)明涉及熱仿真計算，尤其涉及風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法。

背景技術(shù)：

1、對于風(fēng)冷電源系統(tǒng)，常常采用在散熱器基板設(shè)置溫度監(jiān)控點來監(jiān)控散熱器上模塊的溫度，一般通過產(chǎn)品實際測試，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控點溫度過高，再進(jìn)行系統(tǒng)分析，查找造成溫度過高的原因，通常監(jiān)控溫度報警值是固定值，也不做系統(tǒng)通風(fēng)情況和模塊溫度之間的關(guān)系設(shè)計，無法通過實時的溫度檢測給出系統(tǒng)進(jìn)出風(fēng)口的堵塞情況。

2、論文《核級dcs機(jī)箱設(shè)備散熱性能研究及影響因素分析》(李華僑等，西安交通大學(xué)，能源與動力工程學(xué)院等，重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué))，2023年)給出通風(fēng)率和芯片溫度負(fù)相關(guān)性，芯片的溫度有較多影響因素，可能是界面材料接觸不良、焊盤虛焊、異常電流等，該論文將注意力放在了芯片溫度上，而風(fēng)冷電源系統(tǒng)中造成散熱器溫度過溫的原因較多，該論文由于沒有注意到出風(fēng)口溫度，無法判斷出散熱器過溫是由于出風(fēng)口堵塞造成的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何準(zhǔn)確、快速判斷風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，包括以下步驟：

3、步驟一、在仿真系統(tǒng)中設(shè)置風(fēng)冷電源系統(tǒng)邊界條件，包括環(huán)境溫度t0、熱耗q、材質(zhì)屬性、風(fēng)機(jī)特性、各部件三維物理模型和初始環(huán)境壓力；

4、步驟二、通風(fēng)率設(shè)為0.1，基于流體動力學(xué)計算得到模塊溫度t1、出口空氣溫度t2，設(shè)定模塊許用溫度tx，根據(jù)經(jīng)驗公式計算得到出風(fēng)口告警溫度t2′，經(jīng)驗公式為：

5、t2′＝t2+aδt

6、其中，δt表示模塊許用溫度tx與模塊溫度t1之間差值，δt＝tx-t1，a表示設(shè)定余量，a∈[1/5,1/2]；

7、步驟三、將通風(fēng)率從0.1到1按照設(shè)定閾值依次遞加進(jìn)行熱仿真計算，擬合得到出風(fēng)口告警溫度t2′與通風(fēng)率的關(guān)系曲線；

8、步驟四、基于出風(fēng)口告警溫度t2′與通風(fēng)率的關(guān)系曲線，判斷風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度。

9、優(yōu)選的，所述步驟二中基于計算流體動力學(xué)計算得到模塊溫度t1、出口空氣溫度t2包括：

10、將風(fēng)冷電源系統(tǒng)邊界條件輸入到仿真軟件，將仿真模型網(wǎng)格劃分為多個小格子，基于流體動力學(xué)得到所有小格子的質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程，計算得到仿真模型中所有位置的溫度、壓力、速度，進(jìn)而得到模塊溫度t1、出口空氣溫度t2。

11、優(yōu)選的，所述步驟三包括：

12、判斷通風(fēng)率的值是否小于1，若是，將通風(fēng)率的值加上設(shè)定閾值后，返回步驟二重新計算出風(fēng)口告警溫度t2′，直到通風(fēng)率的值等于1，結(jié)束計算，并輸出通風(fēng)率、模塊溫度t1、出風(fēng)口告警溫度t2′。

13、優(yōu)選的，所述步驟四包括：

14、在風(fēng)冷電源系統(tǒng)的出風(fēng)口、功率模塊分別安裝溫度傳感器，讀取風(fēng)冷電源系統(tǒng)的模塊溫度和出風(fēng)口空氣溫度，根據(jù)經(jīng)驗公式計算得到出風(fēng)口告警溫度t2′，在出風(fēng)口告警溫度t2′與通風(fēng)率的關(guān)系曲線上找到對應(yīng)的通風(fēng)率η，根據(jù)通風(fēng)率η判斷出風(fēng)口堵塞程度。

15、優(yōu)選的，所述設(shè)定余量a取值為1/3。

16、優(yōu)選的，所述步驟三中設(shè)定閾值范圍為0.05-0.2。

17、優(yōu)選的，所述風(fēng)冷電源系統(tǒng)包括功率模塊、控制模塊、散熱器和風(fēng)機(jī)，功率模塊、控制模塊、散熱器均位于電源箱體內(nèi)，電源箱體的一端有進(jìn)風(fēng)口，另一端有出風(fēng)口，風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)口處。

18、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

19、本發(fā)明對風(fēng)冷電源系統(tǒng)的通風(fēng)率從10％到100％進(jìn)行熱仿真計算，在產(chǎn)品設(shè)計階段得到出風(fēng)口告警溫度與通風(fēng)率之間的聯(lián)系(關(guān)系曲線)，用許用溫度tx與模塊溫度t1的差值來設(shè)定余量和出風(fēng)口溫度的加和作為告警保護(hù)值，通過系統(tǒng)運(yùn)行反饋的出風(fēng)口告警溫度，在該關(guān)系曲線上找出對應(yīng)的通風(fēng)率值，由于出風(fēng)口溫度與通風(fēng)率幾乎直接響應(yīng)，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確、快速判斷系統(tǒng)堵塞情況。

技術(shù)特征：

1.風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述步驟二中基于計算流體動力學(xué)計算得到模塊溫度t1、出口空氣溫度t2包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述步驟三包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述步驟四包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述設(shè)定余量a取值為1/3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述步驟三中設(shè)定閾值范圍為0.05-0.2。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，其特征在于：所述風(fēng)冷電源系統(tǒng)包括功率模塊、控制模塊、散熱器和風(fēng)機(jī)，功率模塊、控制模塊、散熱器均位于電源箱體內(nèi)，電源箱體的一端有進(jìn)風(fēng)口，另一端有出風(fēng)口，風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)口處。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度判斷方法，屬于熱仿真計算領(lǐng)域，在仿真系統(tǒng)中設(shè)置風(fēng)冷電源系統(tǒng)邊界條件，通風(fēng)率設(shè)為0.1，基于流體動力學(xué)計算得到模塊溫度T<subgt;1</subgt;、出口空氣溫度T<subgt;2</subgt;，設(shè)定模塊許用溫度T<subgt;x</subgt;，根據(jù)經(jīng)驗公式計算得到出風(fēng)口告警溫度T<subgt;2</subgt;′，經(jīng)驗公式為：T<subgt;2</subgt;′＝T<subgt;2</subgt;+aΔT，其中，ΔT表示模塊許用溫度T<subgt;x</subgt;與模塊溫度T<subgt;1</subgt;之間差值，ΔT＝T<subgt;x</subgt;?T<subgt;1</subgt;，a表示設(shè)定余量，a∈[1/5,1/2]；將通風(fēng)率從0.1到1按照設(shè)定閾值依次遞加進(jìn)行熱仿真計算，擬合得到出風(fēng)口告警溫度T<subgt;2</subgt;′與通風(fēng)率的關(guān)系曲線；基于出風(fēng)口告警溫度T<subgt;2</subgt;′與通風(fēng)率的關(guān)系曲線，判斷風(fēng)冷電源系統(tǒng)出風(fēng)口堵塞程度，能夠準(zhǔn)確、快速判斷系統(tǒng)堵塞情況。

技術(shù)研發(fā)人員：汪玲,朱曉亮,孫成兵,賈振華,張紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥同智機(jī)電控制技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2