式中：λ 为流体的导热系数;cp 为流体的定压比热容。

　　动量守恒、质量守恒方程是描写粘性流体过程的控制方程，适用于不可压缩
粘性流体的层流及湍流流动。

　　

Flotherm 软件中的 Command Center 模块采用了多目标优化算法，是

一种在多个变量参数中确定最佳方案的途径。为避免优化设计中出现局部最优代
替全局最优，软件引入了代价函数：

　　

f=W1R1+W2R2+KWNRN （4）

　　式中：

W 为代价权重;R 为目标输出变量。

　　输入变量通常为一定范围内的离散或连续值，由这些数据可形成数量可观
的输入变量组合，每一个输入变量组合对应一个实验。

IGBT 散热器优化方案就

是通过

Command Center 模块实现的。

以 上 介 绍 了

Flotherm 的 仿 真 原 理 ， 对 于 一 个 实 际 换 热 问 题 ， 借 助

Flotherm 实现仿真的前提是获取物理模型参数，例如模型外形尺寸、关键器件
尺寸、热耗分布、接触热阻、材料属性等。对小功率光伏逆变器的物理模型参数做

①

如下说明： 边界条件：环境温度

60℃，标准大气压，气流状态为紊流，系统

求解域定义为箱体体积的

36 倍。系统求解的迭代次数设为 500 次;② 主要尺寸

参 数 ： 机 箱 几 何 尺 寸

750x540x380   mm ， IGBT 模 块 热 源 尺 寸

31.5x68.4×10 am，电抗器尺寸 71x71x25 mm;③ 材料参数：本系统共涉
及

5 种材料 Steel（Mild），Copper（Pure），Aluminum-6061，Silicon 

Carbide（Typical），Ty pical Chip Array;其结构模型如图 1 所示。主要由直
流输入模块、升压模块、逆变模块和交流输出模块组成。主要热耗点为分布于图

1

所示的升压和逆变

PCB 下端的 A，B，C，D，E 5 个 IGBT 模块及位于机箱背

部编号为

1～7 的 7 个电感。箱体中各单板或模块上所有功耗器件的型号、热耗、

最大壳温等参数如表

1 所示。