CPU散热器多学科优化热设计

基于DOE、RSM、GA和MOST组合优化算法,结合熵特性采用CFD方法对有约束条件的平板直肋片散热器进行多参数结构优化,利用优化过程得到的样本数据对平板直肋片散热器进行特性分析,通过多元线性回归建立散热器换热和流动准则关系式,提供散热器热阻和熵产率具体表达式.优化结果与特性分析结论一致,和相关文献吻合.     

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.     

CPU热柱散热器实验研究与温度场数值模拟

对CPU热柱散热器的散热性能进行了实验研究,测试加热功率、风速等主要工况不同时发热电子元件表面的温度,比较并分析了测试结果。运用有限元分析软件ANSYS对该散热器进行了温度场数值模拟分析。研究在风冷条件下,同等尺寸的普通铜柱CPU散热器和热柱散热器的温度分布。结果表明,热柱散热器具有良好的散热性能,在较低风速下也能有效地降低CPU的温度。     

CPU散热器的电磁辐射仿真分析

应用HFSS仿真软件分析了Pentium4 CPU散热器的电磁辐射特性。研究了散热器底面尺寸长宽比、鳍的取向及高度对第一谐振频率、第一谐振频率处电场增益及辐射方向的影响。并得出结论:当散热器底面的长宽比≥1时,随着宽边尺寸的增加,第一谐振频率基本保持在2.6 GHz,电场增益基本不变,约为8.3 dB,辐射方向变化较大;鳍的取向对电场增益及辐射方向影响不大,但纵向鳍高度对谐振频率影响较大。     

功率器件热设计及散热器的优化设计

功率器件是电子设备中的关键器件,发热量大,其热设计的好坏直接影响系统的可靠性.本文从使用角度介绍了功率器件的热设计及散热器的优化设计方法,开发了相应的设计软件,并结合实例进行分析,验证了研究方法的有效性.     

基于ANSYS的CPU散热器不同角度鳍片散热分析

由于计算机的体积不断缩小,CPU散热器的散热效果对CPU工作性能的影响越加明显,在智能计算机的有限空间散热问题值得深入讨论和研究.本文利用ANSYS软件建立了CPU散热器的三维有限元模型,对其进行热学性能分析.通过改变散热器鳍片角度得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,然后对离散数据进行线性拟合,分析了不同角度的散热器鳍片分别与最大温降、热流量、最大长度值之间的函数关系.研究表明,不同角度的鳍片对散热器的散热效果产生一定的影响,为散热器的优化设计提供了重要依据.     

新类型CPU散热器的物理原理

介绍两种散热器－半导体致冷散热器及量子管道致冷散热器的物理原理。     

LED散热器热分析建模方法

针对LED散热器热分析常用的热传导分析模型与流固耦合分析模型存在适用面窄与计算量大的不足,研究了LED散热器热分析的建模方法.提出了一种可以用热传导分析模型等效简化流固耦合分析模型的方法,该方法能快速得到散热器的温度状态并能从等效换热系数h获得LED散热器所需风扇的技术参数即风扇流量,有助于风扇规格的选择.以一款LED车灯风冷散热器的热分析为例,表明提出的等效简化建模方法不仅可以提高分析计算效率,而且具有良好的实用价值.     

自然空气冷却情况下功率器件散热器的优化设计

介绍了功率器件散热器的散热原理，提出散热器的优化问题。叙述了功率器件在自然空气冷却状态下如何初选散热器，并采用散热器优化软件对散热器进行优化设计。讨论了散热器的理论优化和工程优化的不同，在工程实际情况下功率器件如何与散热器达到最优匹配；还分析了不同工作状态下界面热阻、功耗和热辐射等因素对散热效果的影响。     

LED筒灯散热器正交试验优化设计研究

为了达到降低大功率LED筒灯制造成本同时又保证散热能力的目的,采用正交试验法优化设计了散热器。分析了散热器基板直径、基板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度和翅片轮廓直径等6个因素对散热器重量与LED温度的影响。然后利用CFD热仿真软件对LED筒灯散热器进行建模与散热仿真,最终得出了一个较为理想的优化结果。仿真与实验测试数据结果表明,采用优化后散热器的LED温度较优化前略有下降,但散热器重量降幅超过30%,实现了较好的优化目标。     

功放芯片热分析及散热片结构优化

通过红外热像仪测量Ga As功率放大器芯片的结温可知,温度最高点出现在芯片的栅条上,红外热像仪的放大倍数会导致芯片结温的差异性,正确选择测量的距离系数和放大倍数,可以提高红外热像仪的测温准确性。采用Flotherm软件仿真,并与试验值比较,两者的误差低于6%,由此验证了仿真的可靠性。运用Flotherm软件对T/R组件的散热片优化处理可知,散热片底板对温度影响较小,随着散热片数目的增加,温度逐渐降低,直到散热片的数目阻碍了空气流动,温度开始上升。     

LED路灯热分析及散热结构设计

LED作为第四代照明光源已被广泛应用于显示和照明系统设备,但由于其光电转化率较低,大部分电能实际转化成了热量,所以如何提高其散热能力是大功率LED实现产业化亟待解决的关键技术之一。文章以某公司LED路灯为模型,采用ANSYS有限元软件对其进行参数化建模及热分析,得出了其稳态的温度场分布,在此基础上通过设计正交实验,分析了铝制热沉不同结构参数对其温度场的影响情况。由最终的结果可知,在合适的范围内使散热器翅片的厚度和间距较小一些,可得到较为理想的优化结构,既能控制芯片的最高温度,又有效地减小了散热器的质量。文章LED路灯算例得到优化的质量为原质量的33．40％。     

太阳花散热器优化设计

 提出了太阳花散热器参数化设计和流场分析程序.采用VB语言开发了太阳花散热器参数化设计模拟软件,使用者只需输入太阳花散热器的基本结构参数,便可由程序自动生成高质量的六面体网格,能自动进行计算和结果后处理.然后利用该软件快速对风扇散热器组件的结构参数进行性能分析,加深了CPU风扇散热器组件各主要参数在散热器整体性能中影响程度的认识,为进一步的优化设计提供了条件.最后采用并行CFD方法,基于组合优化策略(正交实验设计、响应面模型、遗传算法和混合整型算法)以熵产最小对多参数结构风扇散热器组件进行优化,找到了太阳花散热器的最佳设计方案.优化结果比初步设计方案的性能提高了4.5％.     

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。     

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.     

Thermal Analysis of High Power LED on Heat Sink

Thermal management of LED junction temperature is one of the fundamental technologies for LED lamp to ensure basic specifications in many aspects. Analysed is the high power LED＇s distribution on heat sink. Using mathematical statistical methods, a formula is conlcuded to calculate the size of heat sink under LED safe working temperature, which provides a method to researchers and LED lamp manufacturers.     

均匀热源条件下类叶状微通道矩形热沉的构形设计

针对均匀背景热流条件下的散热问题,构建了类叶状微通道矩形热沉模型,基于构形理论,在给定热沉体积与液冷通道总体积的约束条件下,以热沉最高温度和压降最小化为 目标,以微通道单元数、主通道与分支通道的夹角、主通道与分支通道的管径比为设计变量进行了优化设计.结果表明:通过增加微通道单元数、减小主通道与分支通道的夹角、采用较小的主通道与分支通道之管径比,可以降低热沉的最高温度,但是会增大压降损失.     

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.