菱形微通道圆盘热沉流动传热的数值模拟研究及优化

采用CFD技术对菱形微通道以及平直微通道内流动传热进行数值模拟,获得微通道热沉及其内部流体的温度场、速度场和压力场,探究不同工况下的流动传热效果及强化传热机理,并基于场协同原理和[火积]耗散理论,对不同工况下微通道的流动传热效果进行优化分析。分析温度场和速度场的协同程度和热量传递过程的不可逆耗散程度,以微通道热沉温度水平及散热量为主要评价指标。研究结果表明,菱形微通道具有较好的传热效果,在层流变发热量条件下,发热量q=20 W时散热效果最佳,在层流变微通道高宽比条件下,高宽比α=0.5时热沉传热效果最好。

基于CFD的电子模块散热优化的场协同分析

采用CFD技术对电子模块的散热情况进行数值模拟,获得电子模块以及周围空气的温度场和速度场,基于传热场协同理论分析了电子模块及其周围空气的速度场和温度场的协同程度,并根据电子模块的温度水平以及电子模块的散热量为评价指标,通过对电子模块的散热方案进行优化比选,获得电子模块冷却的优化方案,为探究电子模块高效散热机理打下坚实的基础。

方形微通道热沉的[火积]耗散优化分析

基于CFD软件建立了两种不同结构的方形微通道热沉,并对其进行数值计算,模拟得到热沉的温度场和压力场。在此基础上,研究了不同微通道分布方式、不同质量流率和不同热通量对热沉的温度、压降的影响,同时基于耗散理论对比分析来获得方形微通道热沉换热效果较好的优化方案,在固定边界热流条件下,耗散越小,换热效果越好。计算结果表明:随着质量流率的增大,热沉温度逐渐降低,进出口压差逐渐增大,PEC逐渐增大,[火积]耗散逐渐减小;随着热通量的增大,热沉温度逐渐升高,进出口压差逐渐降低,PEC逐渐增大,耗散逐渐减小。微通道分布方式为上层内切圆半径-下层外接圆半径分布时热沉的温度更低,PEC更大,耗散更小,传热效率更高。

电子芯片冷却用微通道热沉的场协同耗散优化分析

采用CFD共轭传热数值模拟技术,获得层流状态下的平直微通道热沉、叶脉状微通道热沉、蜘蛛网状微通道热沉的温度场、速度场和压力场,研究在相同热功率下的不同拓扑结构微通道热沉的传热性能,并结合场协同理论与耗散热学理论对3种不同结构的冷却效果进行综合比较,为微电子器件散热优化提供参考。结果表明:在相同入口质量流率时,蜘蛛网微通道的最高温度(Tmax)最低,努赛尔数(Nu)最大,传热协同角θ最小,耗散值(E)最小,具有理想的传热性能。