中原大學機械工程學系碩士學位論文
微電子散熱模組流道設計與散熱效能之研究
A Study on the Design of Flow Channels and the Effect of Heat Removal for Microelectronic Heat-Dissipating Modules
中文摘要
本文中針對微晶片所使用的液冷式散熱座散熱模組,藉由計算流體力學軟體並以實際實驗方式驗證之。文中所使用的計算流體力學軟體為ICEPAK,應用有限體積法(Finite-volume method)將統御方程式利用控制體積積分法(Control Volume Integration Approach),將積分式的統御方程式轉換成有限差分方法,運用上風有限差分法將偏微分方程式離散化求解三維穩態、流場與熱傳導問題,預測其流場變化與溫度場分佈情況。並結合SIMPLE 演算法求解壓力、速度問題,在其求解區建構交錯式非結構網格,於特定區域加密網格配置以提升其結果之準確性。
文中以自製新型液冷式流道並做以下參數分析,所考量之參數分別為流道幾何形狀、體積流率(0.1~0.7 L/min)。實驗結果顯示在水冷式散熱模組中,流道的形狀設計對於其散熱座散熱效果具相當的影響,流道的建立於最佳情況下可提升散熱模組62.6%之散熱效能,其中又以圓柱型散熱座所產生的渦流流場散熱效果為最佳。而研究結果亦顯示其散熱座之熱阻值隨著體積流率之增加而降低,但將趨於平緩。最後經由模擬分析結果顯示液冷式散熱模組之最佳散熱效能為傳統式氣冷式的3.5 倍。
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