Адаптация сетки конечных элементов в задачах анализа тепловых режимов изделий радиоэлектроники средствами САПР
Диссертация
Следует отметить, что тенденции развития микроэлектроники во многом изменили и концепцию проектирования радиоэлектронных средств. Для построения разнообразных интерфейсных узлов, устройств управления, контроля и других в настоящее время широко используются приборы программируемой логики, представителями которых являются ПЛИС. Современные образцы ПЛИС, выполненные по 0,22-микронной технологии… Читать ещё >
Содержание
- листы
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Тенденции развития современной микроэлектроники и тепловых режимов РЭС
- 1. 2. Построение тепловых моделей методом конечных элементов
- 1. 3. Анализ современных САПР, использующих МКЭ для решения инженерных задач
- 1. 4. Постановка задачи исследования
- 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ШАГА СЕТКИ КЭ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ТЕПЛОВЫХ МОДЕЛЕЙ РЭС
- 2. 1. Нелинейная дискретизация сетки КЭ как метод снижения ^ размерности тепловой модели
- 2. 2. Математическое обоснование метода нелинейной дискретизации
- 2. 3. Области применения метода нелинейной дискретизации сетки КЭ
- 2. 4. Снижению числа граничных условий заменой реальных источников тепла эквивалентными
- 2. 5. База данных материалов
- 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕТКИ КЭ
- 3. 1. Разработка алгоритмов расчета шага сетки КЭ
- 3. 2. Определение весовых коэффициенте, связывающих параметры конструкции с шагом сетки КЭ
- 3. 3. Анализ количества временных затрат на построение сетки КЭ
- 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕТКИ КЭ ПРИ РАСЧЕТЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РЭС
- 4. 1. Программная реализация алгоритмов автоматизированного регулирования КЭ в CATIP. SolidWorks на языке программирования Autolt
- 4. 2. Расчет показателей тепловых режимов РЭС с применением методики автоматизированного регулирования сетки КЭ
- 4. 2. 1. Расчет показателей теплового режима видеокарты FX
- 4. 2. 2. Сборка блоков преобразователей информации АФАР
- 4. 2. 3. Блок разъемного типа
- 4. 2. 4. Материнская плата ASUS M4A89GTD
- 4. 3. Установление взаимосвязи между шагом дискретизации сетки
- КЭ и точностью полученного решения
- 4. 4. Обобщенные показатели эффективности методики автоматизированного регулирования шага сетки КЭ
Список литературы
- Адамов Ю.Ф., Горшкова Н. М., Матвеенко О. С. Кремниевые гетероструктуры для наноразмерных транзисторов. Нано- и микросистемная техника, 2007, №.7, с.4−9.
- Алифанов О. М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. Введение в теорию обратных задач теплообмена. М., 1979.
- Алямовский A.A.SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004.
- Алямовский A. A. SolidWorks/COSMOSWorks 2006/2007. Инженерный анализ методом конечных элементов СПб.: БХВ-Петербург, 2007.
- Алямовский A.A. Инженерные расчеты в Solid Works Simulation М.: ДМК Пресс, 2006.
- Алямовский A.A.SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
- Антонов Е. И Устройство для охлаждения приемников излучения. JL, 1969.
- Басов К. С. Catia и Ansys твердотельное-моделирование. ДМК., 2009.
- Беляев Я. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности Т. 1,2. М." 1982.
- Бухтеев A.B., «Методы и средства проектирования систем на кристалле», Chip news, 2003 г., № 4, стр. 4—14.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы Пер. с англ., М.: «Мир», 1987.
- Годунов С. С, Рябенький В. С. Разностные схемы. М., 1977.
- Дульнев Г. Я. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М., 1984.
- Дульнев Г. Я., Тарновский Я. Я. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Л., 1971.
- Дульнев Г. Н., Семяшкин Э, М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л., 1969.
- Дульнев Г. Н. Сигалов А. В. Поэтапное моделирование теплового режима сложных систем. — ИФЖ, 1983, т. 45, № 4, с. 651—656.
- Дульнев Г. И., Сахова Е. В., Сигалов А. В. Принцип местного влияния в методе поэтапного моделирования. — ИФЖ, 1983, т. 45, № 6, с. 831—836.
- Жан М.,"Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования", 2-е изд.: пер. с англ. — М.: ООО «ИД Вильяме», 2007.
- Зарубин В. С. Инженерные методы решения задач теплопроводности. М., 1983.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М., 1975.
- Зигелъ Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением / Пер. с англ. Мм 1975.
- Зотов В.Ю. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС. М.: Горячая линия-Телеком, 2003. — 624 с.
- Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомей А. С. Теплопередача. М., 1981
- Калиткин Я. Я. Численные методы. М., 1978.
- Канторович Л. В., Крылов В. И. Приближенные методы высшего анализа. М., 1962.
- Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М., 1979.
- Лыков А, В. Теория теплопроводности. М., 1967.
- Марчук Г. Я. Методы вычислительной математики. Мм 1980.29 .Митчелл Э., Р. Уэйт Метод конечных элементов для уравнений с частными производными Пер. с англ., М.: «Мир», 1977.
- Немудров В., Мартин Г., «Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие», М.: Техносфера, 2004.
- Никитенко Я. Я. Исследование процессов тепло- и массообмена методом сеток. Киев, 1978.
- Норенков Я. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М., 1980.33 .Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. Пер. с англ., М.: «Мир», 1981
- Оцисик М. Сложный теплообмен. М., 1976.
- Пасконов В. М., Полежаев В. Я., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М., 1984.
- Питанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М., 1984.
- Пейре Р., Тейлор Т. Вычислительные методы в задачах механики жидкости. Л., 1986.
- Попов В. М. Теплообмен в зоне контакта разъемных соединений. М., 1979.
- Расчет температурных полей и систем/Под ред. Г. Н. Дульнева. — Труды ЛИТМО, вып. 86. Л., 1976.
- Репнев Д.Н., Полицарнов Г. К., Темнов К. А. Исследование эффективности расчёта тепловых режимов РЭА в среде ЗоИсП^огкБ. «Информационно-измерительные и управляющие системы», № 11, 2007 г.
- Роткоп Л. Л., Спокойный Ю. Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М., 1976.
- Сабоннадьер Ж.-К., Кулон Ж.-Л. Метод конечных элементов и САПР Пер. с англ., М.: «Мир», 1988.
- Самарский А. А. Теория разностных схем. М., 1983.
- Самарский А. А., Гулин А. В. Устойчивость разностных схем. М., 1979.
- Самарский А. А. Введение в численные методы. М., 1987.
- Сегерлинд. Л. Применение метода конечных элементов. М., 1979.
- Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений / Под ред. Дж. Холла и’Дж. Уатта. М., 1979.
- Спэрроу Э. М., Сесс Р. Д. Теплообмен излучением. Л., 1971.
- Стешенко В.Б., «Опыт разработки СБИС типа СнК на основе встроенных микропроцессорных ядер» — Компоненты и технологии, 9, 2008.
- Стренг Г., Дж. Фикс Теория метода конечных элементов Пер. с англ., М.: «Мир», 1986.
- Теория тепломассообмена / Под ред. Д. И. Леонтьева. М., 1979.
- Aubin J. P., Approximation of elliptic boundary-value problems, Wiley, N. Y., 1972.
- Aziz A. K. ed., The mathematical foundations of the finite element method, University of Maryland at Baltimore, Ac. Press, N. Y., 1973.
- Barthil R. L, Riesenfeld R. F., eds., Computer aided geometric design, Ac. Press, N. Y., 1974.
- Bathe K. J'.r Wilson E. L., — Numerical methods in finite element analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, L., 1976.
- Boor C. de, ed. Mathematical aspects of finite elements in partial differential equations. University of Wisconsin, Ac. Press, N. Y., 1974.
- Brebbta C. A., Connor J. J., Fundamentals of finite elements techniques, Butterworths, L., 1973.
- Ciarlet P. C, Numerical analysis oj the finite element method, Seminaire de Mathematique Superieures, Universite de Montreal, Canada, 1975.
- Cook R. D., Concepts and applications of finite element analysis. A treatment of the finite element method as used for the analysis of displacement, strain and stress, Wiley, N. Y., 1974.
- Desai С S., Abel J. E., Introduction to the finite element method (a numerical method for the engineering analysis), Van Nostrand Reinhold company, N. Y., 1972.
- Gallagher R. H., Finite element analysis fundamentals, Englewood Cliffs, Prentice-Hall, N. Y., 1975.
- Gallagher R. H., Oden J. T., eds., Finite elements in fluids, v. I, — Viscous flow and hydrodynamics, Wiley, L., 1975.
- Gallagher R. H., Oden J. T., eds., Finite elements in fluids, v. II, Mathematical foundations. Aerodynamics and lubracation, Wiley, L., 1975.126
- Geradin M., Analyse dynamique duale des structures par la methode des elements finis, Universite de Liege, Liege, Belgique, 1973.
- Holand I., Kolbein В., eds., Finite element methods in stress analysis, Tapir, Tronheim, Norway, 1969.
- Hubbard В., ed., Numerical solution of partial differential equations, — SYNSPADE, University of Maryland, Ac. Press, N. Y" 1971.
- Huebner K., The finite element method for engineerings, Wiley,-N. Y., 1975.
- Leitner F., Zenisek A., Berechnung von Flachen und Raumtragwerken nach der Methode der finiten Elementen. Springer VerlagAWienj 1975.
- Autolt documentation, http.7/www.autoitscript.com/autoit3/docs.shtml Local Link 04.09.10.
- Рисунок 1.1— Построение конечно-разностной сетки на отрезке 0
- Рисунок 1.3—Зависимость количества машинного времени от числаконечных элементов сетки.
- Рисунок 1.4—Линейный элемент.
- Рисунок 1.5—Параболический элемент.
- Рисунок 1.6—Меню создания сетки.
- Рисунок 1.7— Меню создания сетки на основе кривизны.
- Рисунок 1.8— Пример результата настройки сетки.
- Рисунок 1.9—Адаптация сети с помощью дробления.
- Рисунок 1.10—Создание сетки КЭ.
- Рисунок 1.11—Пример работы Edge Proximity.
- Рисунок 2.1— Разбиение модели при помощи однородных элементов.
- Рисунок 2.2—Иллюстрация принципа местного влияния.
- Рисунок 2.3—Градиент распределения температуры единичногоисточника тепла.
- Рисунок 2.8—Пример разбиения микросхемы Ну nix на сетку КЭ.
- Рисунок 2.9—Микросхема AM 2504 DC.
- Рисунок 2.10—Ширина полосы матрицы системы уравнений.
- Рисунок 2.11—Тепловое поле.1. Рисунок 2.12—Сопряжения.
- Рисунок 2.13—Источник тепла со скорректированной геометрией.
- Рисунок 2.14—Тепловое поле.1. Рисунок 2.15—Сопряжения.
- Рисунок 2.16—Компоновочная схема блока РЭС.
- Рисунок 2.17—Структурная электрическая схема стенда измерения.
- Рисунок 2.18—Процесс выхода блока РЭС в стационарный тепловой режим.
- Рисунок 2.19—Тепловое поле макета, рассчитанное при помощи САПР безоптимизации модели.
- Рисунок 2.20— Тепловое поле макета, рассчитанное при помощи САПР с учетом оптимизации модели.
- Рисунок 2.21—Тепловая характеристика материала Ковар.
- Рисунок 2.22—Уточненная тепловая характеристика материала Ковар.
- Рисунок 3.1—Алгоритм корректировки начального шага сетки КЭ.
- Рисунок 3.2— Алгоритм оценки перегрева источника.
- Рисунок 3.3—Алгоритм вычисления начального шага сетки в области D1.
- Рисунок 3.4—Вычисление шага сетки в ближней зоне источника тепла.
- Рисунок 3.5—Алгоритм вычисления шага в области D3.
- Рисунок 3.6—Алгоритм регулирования шага в области D4.
- Рисунок 3.7—Алгоритм программы автоматизированного регулирования сеткиконечных элементов.
- Рисунок 3.19—Зависимость машинного времени построения сетки КЭ отколичества источников тепла для устройств с нерегулярной структурой.
- Рисунок 3.20—Зависимость машинного времени построения сетки КЭ отколичества источников тепла для устройств с регулярной структурой.
- Рисунок 3.21—Зависимость затрат машинного времени расчета тепловогорежима устройства от количества источников тепла.
- Рисунок 4.2—Структурная электрическая схема стенда измерения.
- Рисунок 4.3—Компоновочная схема преобразователя информации.
- Рисунок 4.4—Структурная электрическая схема стенда измерения.
- Рисунок 4.5—Порядок опроса температурных датчиков.
- Рисунок 4.6—-Экспериментальные значения температур.
- Рисунок 4.7—Результат расчета показателей теплового режима в САПР1. SolidWorks.
- Рисунок 4.8—Компоновочная схема блока разъемного типа. Рисунок 4.9— Структурная электрическая схема стенда измерения. Рисунок 4.10—Тепловое поле блока РЭС.
- Рисунок 4.11—Зависимость точности расчета от степени дискретизации сетки КЭ (Блок РЭС).
- Рисунок 4.12—Зависимость точности расчета от степени дискретизации сетки КЭ (Видеокарта FX5200).
- Рисунок 4.13—Зависимость точности расчета от степени дискретизации сетки КЭ (Преобразователь информации АФАР).
- Рисунок 4.14—Зависимость точности расчета от степени дискретизации сетки КЭ (ASUS M4A89GTD).