波壁微通道內(nèi)脈動(dòng)流動(dòng)與傳熱特性研究.pdf

1、隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，芯片上電子元器件的集成數(shù)量與日俱增，電子芯片的性能越來越好，因而所消耗的功率也越來越大，隨之而來就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，傳統(tǒng)的自然對(duì)流或者強(qiáng)迫風(fēng)冷對(duì)空間位置要求高、久后噪聲大且主要的散熱能力已經(jīng)滿足不了某些電子芯片的封裝和散熱需求，因而大量的電子元件主要是因熱失效而影響了其使用性能和壽命，嚴(yán)重阻礙了電子科學(xué)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與發(fā)展。
　　微通道液冷技術(shù)需要的空間小、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小且散熱能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于風(fēng)冷，同

2、時(shí)隨著封裝工藝技術(shù)的進(jìn)步，液冷系統(tǒng)的安全隱患已經(jīng)逐漸減小，因而為了滿足高熱流密度電子芯片的散熱需求，微通道內(nèi)液體流動(dòng)和傳熱的研究已經(jīng)是高熱流密度電子芯片均衡散熱的一個(gè)重要研究方向。
　　為了增強(qiáng)換熱，主要的方法是打破流體的邊界層，增強(qiáng)流體的相互擾動(dòng)與滲混，而目前最常用的方法是通過增加流速來實(shí)現(xiàn)，但這種方法能耗高且效果不大。鑒于上述原因，本文從微通道的結(jié)構(gòu)及其傳熱傳質(zhì)熱性的角度出發(fā)，以波壁微通道和脈動(dòng)流場(chǎng)作為研究對(duì)象，通過數(shù)值仿真來

3、研究它們的振幅、波長(zhǎng)及脈動(dòng)頻率等相關(guān)參數(shù)對(duì)流動(dòng)及換熱特性的影響，同時(shí)對(duì)比研究了直壁微通道和定常流場(chǎng)。
　　最后根據(jù)仿生學(xué)原理，通過研究動(dòng)植物和大自然的輸運(yùn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一種具有良好質(zhì)熱傳遞特性和壁面溫度均勻性的分形波壁微通道散熱器。首先通過數(shù)值仿真的方法對(duì)定常與脈動(dòng)流場(chǎng)下，其內(nèi)流體的流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行研究，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，然后對(duì)模型進(jìn)行加工，搭建可視化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和CPU散熱的液冷系統(tǒng)，以實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證其散熱性能，并實(shí)驗(yàn)研究不同濃度的三