不同环境中翅片散热器性能的仿真研究

通过理论分析和仿真计算相结合的方法,以VD-MOS高热流器件的散热器为冷却对象,分别在大气环境和真空环境中建立了翅片散热器的数学物理模型,应用FLUENT公司的Icepak电子热设计分析软件对不同参数下的翅片散热器在两种环境中的性能进行了数值模拟,分别得到了翅片高度、翅片间距、翅片个数以及散热器的安装方位等多个参数对散热器散热性能的影响规律,并通过对比分析得到了真空和大气环境中的不同影响规律和最优结构参数.     

CPU散热器的优化设计及数值模拟

散热器的散热性能对维持中央处理器(CPU)的运行速率和使用寿命具有重要影响.通过对CPU散热器进行热设计,优化散热器的结构,采用热阻分析法建立CPU散热器的数学模型,利用CFD数值模拟方法研究不同肋片长度的CPU散热器的散热性能,并对肋长为21mm的CPU散热器进行案例分析.研究结果表明:实验范围内,加长散热器肋片长度到27mm可有效降低传热热阻,提高散热性能;超过该长度,肋片长度的增加对散热性能的影响不大.     

散热器的电磁辐射和散热特性分析

利用Feko软件分析对比了两种集成电路散热器的电磁辐射特性,再用Flotherm软件分析了它们的散热特性。结果表明,散热器在某些频率产生较大辐射,针状散热器的辐射与片状散热器,在一定频率范围内差别不大,但针状散热器散热性能要好于片状散热器。     

一种改进型百叶窗翅片的性能数值模拟研究

传统导航大功率设备大多采用平板翅片换热,导致实际空气侧换热系数较低,换热效果不理想。传统板式百叶窗翅片虽然能克服上述缺点,但其压降比平板翅片高。本文提出一种改进型 S 型百叶窗翅片,具有较大的扰流及导流作用,从而增加换热力、减少压降。本文针对平板翅片、传统板式百叶窗翅片及 S 型百叶窗翅片进行数值建模,并对速度场、温度场、压力场、 换热系数,拟合传热因子、阻力系数与雷诺数的关系式进行模拟分析。仿真结果表明,在相同工况下,的综合换热性能最优。     

曲线型肋片放射状散热器形状设计与数值模拟

为从整体上提高空气对流冷却系统散热性能,基于场协同理论和熵产最小化原理,提出一体化设计的理念.采用分声码六面体网格技术,应用多参考旋转坐标系模型和RNGk-ε模型对风扇和曲线型散热器进行整体数值模拟,模拟结果表明曲线型散热器相对传统垂直型散热阻值降低15.9%,最后通过热阻实验证明数值模拟的可信性.一体化设计思想指导下的系列散热器能达到高性能散热效果.     

数值模拟法研究LED阵列散热器的热性能

采用计算流体力学(CFD)方法设计了LED阵列散热器的结构,模拟了散热器的热特性。基于回归分析法,推导阵列散热器的平均努谢尔特准则关联式。结果表明:散热器的模拟结果与实验结果基本吻合,表明所建立的数学模型对研究散热器的热特性和结构设计是可行的。     

LED筒灯复合结构热管散热器的数值模拟

为解决LED筒灯使用单纯自然对流散热扩散热阻过大、温度分布不均的问题,提出一种基于平板热管和热虹吸管的复合结构热管散热器,并用数值模拟的方法研究了热功率、翅片高度、翅片数目、辐射换热对该散热器性能的影响。模拟结果表明应用于LED筒灯的复合结构热管散热器的热阻随着热功率的增加而减小,翅片高度和翅片数目存在一个最优值,使得散热器温度和热阻最小,自然对流情况下不可忽视辐射换热的作用。     

理想导体半圆柱TE波散射的混合法解

本文应用混合技术分析了在TE平面波激励下,理想导体半圆柱的双站散射。该混合技术是把半圆柱劈附近的电流表示为未知数,圆柱曲面上的一阶电流应用Fock理论求解,高阶绕射电流表示为含有未知系数的Fock型函数。圆柱平面上的一阶电流用物理光学近似和曲劈的一致性几何绕射理论得到。劈的二阶绕射电流表示为含有未知系数的GTD形式。然后通过磁场积分方程,运用简单矩量法求得劈附近的电流和未知的绕射系数。最后计算了理想导体半圆柱的双站散射截面,结果与矩量法的结果吻合得相当好。     

大功率 LED 散热器的数值模拟与优化

为解决大功率 LED 的散热问题,设计一种方形散热器,以传热理论为基础,采用基于有限单元法的数值计算方法,通过单一变量法对大功率 LED 采用空气冷却时的散热过程进行数值模拟,分析方形散热器结构参数对散热性能的影响规律并进行结构优化。研究结果表明：底板边长为 90 mm、底板厚度为 6 mm、翅片数量为 22 以及翅片高度为 50 mm 的方形散热器具有最佳的散热效果。     

双半圆柱激光器的设计及其热效应分析

针对板条、盘片和管状激光器由于不是圆形光斑而难于聚焦及棒状激光器的热效应问题,设计了一种双半圆柱激光器。双半圆柱激光器能实现圆斑输出,而热效应要优于棒状激光器。用ANSYS软件进行的热效应数值模拟分析表明,双半圆柱状激光器比棒状激光器最高温度低25℃左右,最大温差低11℃左右,最大热应力在棒状激光器的60%以下。     

大功率LED针翅式散热器散热性能数值模拟

发光二极管(LED)作为新一代光源,得到广泛应用.然而在工作过程中,大部分的电能会转变为热能,使LED的结温升高,可靠性降低.为了使LED芯片产生的热量能够及时有效地散发出去,通常采用翅片散热方法对其进行散热.采用数值模拟的方法对大功率LED针翅式散热器的散热性能进行了研究.为了验证模型的准确性,利用K型热电偶和安捷伦数据采集仪对散热器进行了实验测试.实验结果表明,该数值模型方程能够很好地模拟散热器的散热性能.此外,研究了大功率LED针翅式散热器的几何参数(翅片高度、半径、排数、列数)对LED散热性能(结温、对流换热系数和热阻)的影响,并且对翅片结构进行了优化分析.     

内凹形微通道热沉换热流动性能的数值分析

针对大功率LED阵列的热控问题,提出了一种内凹形("Ω"形)铜基微通道热沉,并采用数值模拟(CFD)方法分析对比了其与常见矩形微通道热沉的性能。此外,还对其在不同流速、进口水温、热流密度下的单相对流传热、流动性能进行了研究。结果表明,该内凹形微通道较常见的矩形微通道热沉,通过减少泵功损失获得了更高的综合性能;采用较高的流速和较小的进口水温能够提高其换热性能,增大热沉底面温度均匀性,从而提高LED的寿命和稳定性;雷诺数约为300时,层流向湍流转捩。     

大功率电子器件散热系统的数值模拟

针对大功率器件的散热状况,采用强迫水冷的散热系统设计方案,并依据国家有关标准与试验要求,应用有限元分析软件ANSYS对其水冷散热器的流场、温度场进行了数值模拟和系统分析.模拟结果不仅可以方便地观察到散热器内腔各处水流的饱和程度、流速及压力分布,而且可以得到功率器件、散热器和流体的温度分布;同时也验证了数值模拟方法的合理性,对散热器结构的优化设计提供了可靠的保证.     

翅片截面形状对风冷翅片散热器性能的影响

基于牛顿粘性定律和计算流体力学(CFD),在实际项目的基础上探究了五种不同垂直截面形状的翅片式散热器在强迫对流条件下的散热性能,最终根据其各自的散热性能和经济性筛选出最佳垂直截面形状的散热器为三角形截面翅片散热器,与传统的矩形截面翅片散热器相比,其散热性能提升了4.23%,材料成本下降了17.95%。     

铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉散热研究

采用气压浸渗法制备了热导率为850 W ? m-1 ? K-1的铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉,测试了其在自然冷却、强迫风冷和强迫水冷三种冷却模式下的散热效果.结果表明,热源功率越高,铜-硼/金刚石复合材料的散热效果越显著.在强迫水冷模式下,当加热片的输入功率为80 W时,使用铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉时加热片的最高温度比使用铜翅片热沉时低14℃,比使用铝翅片热沉时低23℃.Icepak热模拟发现,在强迫水冷模式下输入功率为80 W时,与铜和铝翅片热沉相比,铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉的整体温度更低且温度分布更均匀.研究结果证实,铜-硼/金刚石复合材料是一种高效的散热材料,在大功率电子器件散热中具有广阔的应用前景.     

影响功率器件散热器散热性能的几何因素分析

型材散热器的几何结构由肋片和基座构成，主要几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等，研究了型材散热器几何因素对其热性能的影响，通过改变散热器的几何参数，可以有效的降低散热器的热阻，获得好的散热效果。本文的研究为型材散热器的的选择及优化设计提供了依据。