基于OptiStruct形状优化的空调散热器稳态热传导及基频研究

基于热力学理论并运用Hyper Works分别对矩形翅片散热器和环形翅片散热器进行稳态热仿真分析,优选出散热性能较好的翅片散热器。为了改善空调散热器的散热性能,本文对优选的翅片散热器进行基于形状优化的稳态热传导和固有频率分析。采用Hyper Morph对优选的翅片散热器进行预变形定义并作为形状优化的设计变量,通过Opti Struct求解器计算出使散热性能最优的翅片散热器结构形状和固有频率。该方法有效地降低空调散热器最高温度并改善了它的散热性能,还大大地提升了空调散热器的抑制振动能力。     

数据中心刀片式服务器不同冷却方式的模拟对比

本文以刀片式服务器的冷却为研究对象,应用6SigmaDC软件的电子热分析模块,构建了刀片式服务器模型,对不同参数下的翅片式散热器在刀片式服务器中的散热情况进行了数学模拟。得到翅片式散热器翅片高度、齿数、翅片厚度等多个参数对散热器散热性能的影响规律,通过对比分析得到翅片散热器的最优结构参数,及芯片风冷散热所能达到的最低温度。为优化芯片的散热,在相同服务器上构建冷水板水冷散热模型,与风冷散热时芯片的温度进行对比,得出芯片水冷散热性能是风冷散热的1. 3倍。基于刀片式服务器内部温度分布分析,提出刀片式服务器采用风冷与水冷相结合的混合冷却为最佳散热方式,为数据中心服务器的散热设计提供了理论参考。     

LED灯具石墨散热器结构优化设计

以朗硕LS-QL0X灯具散热器结构为参考模型,研究了石墨散热器替代铝散热器后灯具的散热状况,讨论了石墨散热器翅片长度、翅片角度、翅片厚度及散热器导热系数对LED灯具散热状况的影响,并在此基础上对散热器结构进行了正交优化分析。仿真结果表明,灯具散热影响因素大小的顺序为散热器导热系数>翅片角度>翅片长度>翅片厚度,最优仿真结果是散热器导热系数为50W/(m·℃)、翅片角度为7°、翅片长度为19mm、翅片厚度为0.7mm,优化后芯片最高温度为37.52℃,比优化前温度下降了20.6%。优化后的LED石墨散热器灯具的最高温度比铝散热器灯具芯片仅高出2.23℃,质量却比铝散热器减少了25.9%。研究表明优化后的石墨散热器可以满足LED灯具的散热要求,且能有效减轻灯具的整体质量。     

聚光光伏强化散热系统优化设计与分析

参照试验测试条件,对采用矩形翅片、小翅片、热管散热器等各类聚光散热系统传热特性进行计算与分析,探讨适用于聚光高能流密度不均匀性要求的高效散热系统,给出优化设计的散热系统结构.通过散热系统模拟结果比较得出:优化后的散热器散热效果比较明显,热管的均温性可以克服聚光电池温度分布的不均匀性,小翅片对于加强电池的散热效果比较好,为降低聚光光伏系统的成本、提高发电效率与寿命提供技术支撑.     

基于强制风冷的IGBT用翅片散热器仿真分析与结构优化

针对当前风力发电机组用逆变器散热要求高的问题,该文对强制风冷条件下的翅片式散热器进行有限元仿真分析。该文采用COMSOL Multiphysics平台对IGBT芯片和散热器模块进行建模、数值模拟计算,研究芯片温度分布随散热翅片厚度、翅片数量以及流体域大小等因素变化的规律。结果表明,当翅片厚度为2 mm、数量为40片且流体域尺寸为637.5mm×483.0mm时,散热效果最好。     

管带式水冷散热器的换热性能研究

本文对管带式水冷散热器的换热性能进行数值模拟研究并通过实验进行验证,以求提高换热器换热性能。建立模型分别从管带式百叶窗、扁管翅片单元进行全面的性能分析。其中对管带式散热器百叶窗的开窗角度进行了分析,结果表明:管带式散热器的百叶窗开角在23°~27°之间的散热效果最佳,提出并通过数值模拟验证了一种优化翅片结构的方案,与传统结构对比,散热效果有明显提高。搭建实验台并设计正交试验,研究了不同因素对散热器整体散热效果的影响程度。在本实验研究的范围下,通过多组实验数据分析得出,进口水温、循环水流量、风扇转速3种因素对散热器散热量的影响程度为:进口水温>循环水流量>风扇转速。     

带有强化换热结构的芯片散热器实验研究与数值模拟

超级或大型计算机服务器CPU的冷却散热问题,已经成为计算机高性能发展的瓶颈,受到业内越来越广泛的关注。本文提出了一种用于冷却计算机服务器芯片的散热器,其结构是将镶嵌在散热器底板的热管与翅片组装为一体。利用自建实验台对该散热器以及平板式热管散热器的性能进行了对比实验分析,同时对其热管本体、翅片以及均温板的温度分布进行了数值模拟。这种热管冷凝段得到强化换热的散热器其底板面积相对平板式热管散热器减小了50%,因此具有更好的均温性;在相同的工况下热流密度由24.3 W/cm2增至68.6 W/cm2时,该散热器翅片顶部的平均温度增幅仅为17%。     

穿圆形孔翅片对自然对流传热的强化研究

研究了一种水平矩形翅片开圆形孔时对自然对流换热的强化作用。通过实验和模拟比较了实心翅片和开不同孔数翅片的散热功率。除开孔数外,还考虑了翅片开孔的位置、开孔大小和开孔形状对传热强化的影响。结果表明:开孔翅片要优于实心翅片,并且随着翅片开孔数的增加,翅片的散热功率先增大后减小,当开孔数为7时最优,其散热功率与实心翅片相比,增加了13.25%。开孔的位置在底部时,翅片的散热效果最好,中间次之,顶部最差。同时在研究范围之内,翅片的散热功率随开孔半径的增大先增加后减小。开孔半径为7mm时,翅片的散热效果最好,与实心翅片相比,其散热功率增加了27.14%。此外,还比较了同等面积的三角孔、方孔和圆孔对翅片散热的影响,其中开圆孔的散热效果最好。     

两种CPU散热器换热特性的数值研究

对整体平直翅片与分段开缝平直翅片两种不同结构的CPU散热器，在不同加热功率和不同风速下的散热特性进行了数值模拟。采用商业软件FLUENT6．0进行计算，结果显示：对流换热表面传热系数和热阻主要与风速有关，与加热功率关系不大，对流换热表面传热系数的计算结果和实验数据趋势一致。在低风速下，加热功率对这两种散热器压降的影响也不大。采取数值模拟的方法对CPU散热器进行研究是实验方法的可靠补充，计算所得的结果有助于分析CPU散热器的换热过程，并可为电子设备的设计和改进提供参考。     

某电源模块自然冷却散热器的优化设计

以某功率为70W的电源模块散热器为例,用传统的热设计理论及经验公式进行散热设计,初步确定散热器结构要素。应用热分析软件Icepak对散热器各参数进行了优化设计,并且分析数据,得出自然冷却散热器设计的一些规律。     

一种笔记本电脑水冷散热装置研究

针对笔记本电脑散热问题设计了一种新型外置无强迫对流散热器,通过设置折流板和导流槽增大换热面积,采用实验和数值方法对散热器的结构参数及散热性能进行了研究。结果表明,研制的散热器具有较好的散热性能,可以满足CPU及GPU的散热要求。     

高温超导滤波器系统散热模拟及实验研究北大核心CSCD

小型制冷机是高温超导滤波器系统的重要组成部分,在冷端提供冷量的同时需在热端向环境排热。基于模拟和实验,设计了一款散热翅片,并在自然对流的条件下对翅片的散热性能进行研究。结果表明,在功率为12 W时,散热翅片最高和最低温度分别为58.2℃和53.2℃,当在翅片背部增加一层石墨烯导热膜后,最大和最小温度分别降低了3.3℃和4.7℃;采用翅片和环境之间的传热热阻R_(s)来评价两种翅片的性能,铝-导热膜传热热阻介于2.58—3.05℃/W之间,相比于传统铝翅片其与空气传热热阻最高降低了33.3%。     

CPU液冷散热器的性能分析及结构优化

为了对CPU液冷散热器进行性能分析,以gambit软件构建CPU液冷散热器物理模型,应用fluent软件对散热过程进行了数值模拟,运用控制变量法分析冷流体入口温度、冷流体入口流速、CPU功率和流体物性对散热器换热性能的影响,提出一种散热器结构的优化方案。研究结果表明:通过降低入口温度、提高入口速度、选用合适的工质等措施均可增大散热量;添加翅片后散热器底部的平均温度明显下降,换热效果大大提升。     

芯片水冷式微通道散热器的优化设计

随着电子芯片的高度集成化,散热问题日益凸显,芯片微通道水冷技术以其优越的散热性能被广泛应用。然而由于水冷散热器体积小,流体在散热器内流动形式复杂,使得散热器的设计加工和性能测试在常规条件下存在一定的局限性。本文对影响散热器性能的2个主要因素——冷却水进出口方式和微通道的结构参数进行分析,运用ANSYS软件进行模拟与设计优化,得到散热器的最优结构参数,为微通道水冷散热器的优化设计提供理论依据。     

分段凹槽式散热器数值模拟

随着LED灯具功率的增大,LED散热问题越来越受到关注,基于此设计出一种分段凹槽式散热器。采用COMSOL软件进行三维模拟仿真,模拟研究了分段凹槽式与平板翅片式散热器的散热情况。通过分析温度场与压力场计算云图,结果显示分段凹槽式散热器在降低热界面温度性能上明显优于平板翅片式。研究结果为灯具散热设计提供依据。理论上在大功率LED灯中安装优化设计后的散热片可以很好地解决灯具工作时的散热问题。     

公交客车空调铜、铝翅片散热器抑菌性能对比研究

通过公交客车空调铜、铝翅片散热器抑菌性能的比对、分析,比较车载空调铜制散热器与传统铝制散热器翅片表面的微生物水平及通过空调系统送风对车厢内空气质量的影响。在公交客车空调未投入使用期及投入使用末期对公交客车送风口、呼吸带空气及空调散热器翅片进行微生物采样检验,以公交客车停车场大气作为对照。与铝相比,铜作为表面材料能显著降低翅片表面细菌总数和真菌总数。空调采用铜翅片散热器可降低呼吸带空气中细菌总数的水平,具有显著的抑菌性能。     

微通道换热技术在卧式冷冻柜中的应用

该文阐述了微通道散热器的结构及结构设计上体现的散热优点,并通过实验手段,对使用微通道散热器与铜管翅片散热器的两类卧式冷冻柜,从最低温度、能耗、储藏温度、冷冻能力和冷凝器温度等进行对比,从而验证了使用微通道技术对卧式冷冻柜性能提升有明显的影响,同时其具有尺寸小、重量轻等优势,认为其在卧式冷冻柜行业会有广阔的应用前景。     

用于CPU冷却的集成热管散热器

提出了将立体蒸汽腔和热管两相传热结合,用于CPU冷却的集成热管散热器新概念,并对设计出的集成热管散热器的传热性能和整体的均温性进行了试验研究.试验结果表明,未优化的集成热管散热器的热阻在0.14℃/W～0.2℃/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的热管散热器相比,这种结构的集成热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足未来大功率CPU散热的要求.     

基于热电制冷系统热端的多孔表面强化传热试验研究

为了提高热电制冷系统热端的散热效率,在半导体制冷片的热端采用一种集成多孔表面的多孔强化沸腾散热器。在相同环境温度下试验对比使用多孔强化沸腾散热器、风冷式散热器、热管散热器和水冷式散热器的热电制冷系统的性能,并分析不同环境温度下多孔强化沸腾散热器的散热能力。试验结果表明,多孔强化沸腾散热器可以强化热电制冷机中半导体制冷片的热端散热,在一定的输入功率范围内,安装有多孔强化沸腾散热器的制冷机的制冷量大于安装风冷式、热管和水冷式散热器的制冷机,可以满足热电制冷系统热端散热的要求,但是环境温度的升高会降低多孔强化沸腾散热器的散热能力。     

多芯片平板热管散热器性能的实验研究

设计了一种新型多芯片平板热管散热器,通过测试模拟芯片的表面温度,对散热器在不同空气流速、芯片数目及位置和加热功率下的散热性能进行了实验研究。测试结果表明:在环境温度为20℃、芯片表面温度控制在80℃的条件下,散热器水平使用时,单芯片、双芯片和三芯片的最大散热能力分别为310W,390W和500W;散热器竖直使用时,其最大散热能力分别为275W,408W,500W。由此得出,多芯片平板热管散热器的散热性能较单芯片散热器具有更大优势。实验结论与平板热管的热扩散效果吻合良好,而且符合现代电子器件散热的要求。