电子技术的发展日新月异,电子设备的功能正变得越来越强大。随着芯片集成度增加,体积变小,其热流密度也越来越大。当电子系统所处的工作环境的温度每增加10℃,设备的失效率也将增加一个数量级,系统运行的稳定性和寿命与散热效率直接相关。因此,良好的电子设备散热结构成为提高设备可靠性的关键。本论文研究的对象为机载密闭电子设备,机箱内部完全密封,内部的温度主要靠热传导传至机箱侧壁,再通过散热器将热量散发到周围的环境中。在传热学和气体动力学的基础上对机箱的散热结构进行设计和优化,提高系统的散热性能。本论文主要的研究内容包括以下几个方面:(1)基于FLOTHERM热仿真软件建立机箱系统结构的虚拟模型,并对模型的仿真结果进行分析,最后通过高低温湿热试验箱对电子设备的工作性能进行测试验证。(2)通过对机箱的散热器进行理论计算和分析,确定目标函数和需要优化的参数。基于复合形优化算法的基本原理,对散热器的肋片数量和肋片高度进行优化,优化后机箱的峰值温度比初始设计的峰值温度降低了7.6%。通过试验对优化结果进行验证,实验数据证明了优化设计的有效性和可行性。(3)通过对电子设备的仿真结果进行分析,得知电源模块和计算处理模块产生的热量对整个系统的影响最大。基于实验设计原理(DOE)对这两个模块的PCB上的元器件位置进行优化,从而得出芯片的布局规律,该研究将为设计师在进行元件布局设计时提供参考。(4)对于系统温度比较集中的区域进行结构改进,对机箱的上下盖板进行风道结构设计。首先,利用FLOTHERM软件的Command Center模块对风道的长度和风道数量进行优化。然后,对风道突然扩张的管道部分进行了结构改进,经过理论分析和计算,得到改进前的局部能量损失比改进后的大。最后,通过对改进前后的风道结构内的气流压力和气流速度进行仿真分析,验证了计算结果的正确性,并且得到了风道内的气流速度和气流压力的变化曲线。优化后的结构有利于冷却气体的流动,这将提高机箱的散热效率。本论文所研究的内容具有一定的实用性,可以为其它电子设备的样机散热结构设计提供一定的经验参考,从而缩短产品的研发周期。