試金石 - 前客戶系統練習題

從 IC 封裝，做到電源，再做到 PC 與 NB，雖然中間跳過散熱模組，但幾乎可以說是從小東西到大產品都做過了，在想從事散熱設計的產品中，大概只剩下伺服器沒做過。而現在，就是打算拼湊這最後一塊假拼圖，自爽一下。



為什麼說是假拼圖呢？因為，這是我在前前公司時，我老闆本來打算要我接的一個 Project 的 RFQ，因為那時候我正在做同一個客戶的工作站；還有另一個公司的小桌機，再加上其他零零碎碎的雜事，那時候心理頗為排斥，雖然工作站的 Project 已經進入收尾階段，但小桌機則頗棘手，雖然百般不是很願意，但拿人錢財（薪水），也只能與人消災。慶幸的是，後來客戶決定轉到其他部門做。後來那部門有沒有拿到該 Project 我不知道。而我遺留下來的資料就僅有當初 Project 的 Product Spec 和已經先動工的機構 3D 圖。當時 Project 連散熱評估都沒做，更不用說後面的階段，所以稱之為假拼圖，是因為我沒做過。

那時候的工作型態是，如果 EE，ME 和 TE 有空就會一起討論，沒空就是各自為政，尤其是最初期的 RFQ，通常都是 ME 要動手做 3D，EE 要做板子的報價，TE 呢？有時間就模擬評估，沒空就直接做散熱元件的報價。所以，就只留下不完整的 3D 圖檔，但這也是我手中唯一的伺服器模型了。

整體的配置如下圖所示。由右側入風，先經過 HDD，然後通過系統風扇，接著吹向主板，最後排出系統外。上方為電源，電源 AC 端裝有風扇，風扇氣流由 DC 吹往 AC。整體的配置大概是這樣子。本來客戶的規畫是希望我們提供 1U 與 2U 的評估讓他們選擇，但由於人力的關係，只做了 2U 的配置。此外，客戶還希望能夠安裝高階顯卡，所以，高階顯卡是以 Riser 的方式橋接在主板的插槽上（圖面中未秀出）。

系統配置圖

手邊沒有其他詳細的資訊，所以部分未知參數是....隨便輸入的，因為我的目的是從 FNM 的觀點來看系統的配置。先假設如果『流』是有參考性的價值，那麼就可以拆成各部進行細部評估與設計；此外『壓力』也應該具有某種程度的可信度，『壓力』並非重要的散熱元件設計參數，但卻是系統氣流流向的依據，將做為參考，但不引用到細部設計當中。而溫度則是依據能量守恆而得到，所以基本上並不會有太大問題。唯一有問題的是，這些參數僅是一個整體性的特性值（或者說平均值），如果不夠細膩，可能無法預測某些較細微的相互作用現象（即使再細微，和 CFD Code 比起來，仍是算粗糙）。

分析結果如下圖。由於我並沒有真正從事該設計，所以我只把它當成練習題，隨便做了一下，我相信趨勢大致上是對的，但結果的值，我自己都感到懷疑。但這不是現階段的重點，重點是我花了多少時間在建立模型？又花了多少時間在計算？

分析結果

由於是首次嘗試使用 FNM，所以建模確實花了我很多的時間，我想這一部分將來可以熟能生巧加以改善。但在計算上，如果模型合理的話，一秒就可以得到結果，頗符合我對 FNM 的預期。這意味著什麼？表示在極短的時間內（和純 CFD Code 相比），評估各種可能的狀況是可行的。預防總是勝於治療。

當然，像我前面所說的，我沒有實驗數據比對，並且在這階段，我也不相信這份分析結果。但打算在未來的時間，能夠將 FNM 做得更細膩些，並用 CFD Code 比對一下。屆時，再討論看看。

最後，把電源的風扇轉速調低（P-Q 曲線往左下方移），確實會讓氣流從電源 AC 端流往 DC 端進入系統之中。分析結果已發在另一篇文章中了。對我來說，這是一個很重要的佐證，同時也釐清了我心中的一些疑惑。