基于BOBYQA算法的微小通道热沉优化设计

为了解决高热流密度电子器件散热问题,基于BOBYQA(bound optimization by quadratic approximation)梯度自由优化算法,并调用CFD软件的数值模拟结果,对微小通道热沉进行了优化设计.目标函数为热沉的总体热阻,约束了泵功消耗.分别讨论了不限制热沉总体高度以及约束高度2种条件下的最优解,详细计算了各个几何设计参数的优化路径.结果表明,窄深的通道更加有利于换热.与此同时,还计算了不同泵功消耗下的最优解,结果表明,随着泵功的增加,最优的热阻减小,但减小幅度随着泵功的增加而减小.

非均匀热流下功率模块微小通道热沉传热特性研究

针对飞行器大功率电动舵机伺服系统功率模块内各器件发热损耗不同引起温度不均的问题,开展非均匀热流下微小通道热沉传热特性分析。依据功率模块三相桥电路的实际构型和工作特点,在数值计算方法和网格无关性验证基础上,利用FLUENT建立多种结构微小通道热沉的数值模型,对冷却通道在高、低热流区的典型周向传热特性及热沉总体性能进行探讨。研究发现,相同通道截面下,各通道圆周方向壁温呈非均匀分布,但不同通道的相同位置处局部传热系数较为一致;对于等流通面积的变截面冷却通道,通道数量及结构对局部传热影响突出。非均匀热流分布和通道流向、通道构型相匹配有助于改善基底均温性,渐缩通道构型和小截面多通道构型强化传热优势明显,具有较低热阻和较好均温性。

带射流微小通道热沉的数值模拟及优化

本文对射流与微小通道结合的高热流密度热沉的性能进行了数值模拟。为比较不同结构尺寸的热沉性能,发展了一种固定流体泵功耗比较热源面温度的分析和优化方法,利用该方法对通道深度、喷口深度和通道宽度的影响规律进行了模拟分析和优化,结果表明这种热沉结构存在最优尺寸,最优尺寸和泵功有关。同时模拟结果也表明该热沉具有良好的散热性能,热源面的温度分布也较均匀。

进出口方式对微小通道热沉性能的影响

搭建微小通道热沉系统实验台,分别测试了单进单出和两进两出方式的微小通道热沉的流动与传热特性。结果表明,在相同体积流量和微小通道热沉结构的条件下,单进单出热沉的传热系数高于两进两出热沉,而压降低于后者。在相同耗功下,单进单出热沉的传热系数明显高于两进两出热沉。同时,单进单出热沉均温性优于两进两出热沉。故热沉进出口采用单进单出的方式性能更优。

多孔挤压铝扁管电子芯片热沉的热性能研究

为了探讨多孔挤压铝扁管构成的新型微小通道热沉的换热特性,建立了三维共轭传热数值模型并通过实验验证了该模型的可靠性。模拟分析了在0.03 W的泵功消耗下,不同孔道高宽比、宽度比、孔道数目对热沉传热性能的影响,并详细计算导热热阻、对流热阻和热容热阻。讨论了不同内翅片的宽度及高度对强化传热系数PEC的影响,提出了最佳的翅片宽度。该研究为此类型热沉的设计提供了参考依据。