在仿真計算中,有很多因素會影響到仿真精度。
其中最重要的一個就是材料的導熱系數。在大部分的穩態計算中,這是材料需要設置的唯一參數。
一般我們會根據供應商的產品手冊上提供的導熱系數進行仿真計算,然而,如何去驗證datasheet上的數值準確性呢?那只能是實際測試了。
其實討論這個問題是鉆牛角尖,一般工程應用中,根本不需要精確的導熱系數設置。比如把散熱片的導熱系數設置為180或者200W/m-K,誤差幾乎可以忽略不計。不過,這并不代表在物理意義上180的導熱系數與200的導熱系數是一樣的。
所以,這個問題從理論上還是可以探討一下的。
現在市面上有很多昂貴的儀器,可以測試【固體導熱系數】。問題是:
1. 很多材料的導熱系數是各向異性的。根據傅里葉公式,只能測試某種材料單個方向(一維)上的導熱系數。
2. 測試時會有接觸熱阻的影響和熱輻射帶來的損失。
3. 在實際使用中,不同的材料的導熱系數是隨溫度變化的,比如IC中常用的材料硅,在常溫下和操作溫度下,其導熱系數值相差達到20%。
另外,如何界定這臺儀器測試的就是你想要的值?有沒有一個類似銫原子鐘來標定【標準的一秒】這樣的【標準】來驗證儀器的可靠性呢?當然有,那就是定標材料,一臺儀器準不準,用定標材料測試一下就知道了。
在國際上,有幾個機構提供標準材料作為儀器的標定。比如NISL ,NPL ,JRC等等。
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