【正文】 圖 （肋厚 5mm）的低溫（藍色）區(qū)域最小而高溫（紅色）區(qū)域最大；圖 （肋厚 4mm）的低溫區(qū) 域是圖 、 、 中最大的， 幾乎 沒有高溫（紅色）區(qū)域。對于等截面直肋，它的實際散熱量可用式 )(m0 mHthA??? ? 計算，若肋片的厚度很薄，其表面積 A 可近似的計為 2WH，截面積 A=WГ，而肋片的周邊長度z=2W， 將其代入式（ 214） ，可得 等截面直肋的肋片效率為： HHmHmt httWHmHthW T mf ??????????? ??? 2m t h ( m H )2 )()(2 )(00f （ 216） 因為 WГ， 則 ??? ???? 2m Az （ 217） 將式（ 217）代入（ 216） ，可得厚度較薄的等截面直肋的肋片效率為 : mHmHthf )(? (218) 由于散熱 器考慮肋端散熱，則其散熱效率的公式如下： CCf mHmHth )(? (219） 式中： λ 肋片導熱系數(shù)， W/（ m由于散熱器肋片側是強迫對流換熱，可以忽略輻射換熱 ]20[ ，故在 Fluent 計算中未添加輻射條件。用有限體積法作為對計算對象進行離散求解的基礎方法。 圖 三維計算模型 將模型的計算區(qū)域分成了兩個部分，其中散熱器區(qū)域為固體區(qū)域，中央流道只有空氣流過，作為流體區(qū)域，采用非結構化三維混合網格對 計算區(qū)域進行離散化。因此，本文選用散熱片材料為 銅 。 東北電力大學本科畢業(yè)論文 16 第三章 矩形肋 CPU 散熱器換熱性能數(shù)值分析 模型及幾何參數(shù) 散熱片在散熱過程中 ,熱量從發(fā)熱元件傳遞到散熱片 ,再從散熱片傳遞到空氣中。 ②標準 k ε模型比零方程模型和一方程模型有了很大的改進 ，在科學研究及工程實際中得到了最為廣泛的檢驗和成功應用，但用于強旋流、彎曲壁面流動或彎曲流線流動時，會產生一定的失真。ik39。wvu212k ???? ii uu 湍動粘度 t? 是空間坐標的函數(shù)，取決于流動狀態(tài)，而不是物性參數(shù)。在渦粘模型方法中，不直接處理 Reynolds 應力項，而是引入湍動粘度，然后把湍流應力表示成湍流粘度的函數(shù)，整個計算的關鍵在于確定這種湍動粘度。 圖 壁面區(qū) 3 個子層的劃分與相應的速度 湍流模型可分為低 Re 數(shù)湍流模型和高 Re數(shù)湍流模型。 將必須考慮流體自身粘性影響的區(qū)域（粘性底層和過渡區(qū)）稱為近壁區(qū)。根據(jù)張量的有關規(guī)定，當某個 表達式中一個指標重復出現(xiàn)兩次，則表示要把該項在指標的取值范圍內遍歷求和。? z??____39。39。 ] (22a) t???v +div(?v ?u )=?1 y???p +vdiv(grad?v )+[xvu??____39。 PISO（ Pressure Implicit with Splitting of Operators）算法，與前兩者不同。選擇一個比較準確的欠松弛因子，對流動計算的效率有著至關重要的影響。 東北電力大學本科畢業(yè)論文 8 控制方程中的擴散項一般采用中心差分格式離散，而對流項則可以采用多種不同的格式進行離散。 速度進口（ velocityinlet）邊界，用于定義流動進口處的流動速度和其他標量型流動變量，只用于不可壓流。 ● 求解器 ①分離式求解器（ segregated solver） 分離式求解器是順序地、逐一地求解各方程（關于 u、 v、 w 、 p 和 T 的方程）。 有限元法吸收了有限差分法中離散處理的內核，又采用了變分計算中選擇逼近函數(shù)并對區(qū)域進行積分的合理方法，是這兩類方法相互結合、取長補短發(fā)展的結果。 本文的新穎性在于不僅僅對等截面直肋不同肋高肋厚肋間距的模型模擬溫度流場，還增加了三角肋片的模型，采用與直肋 相同 參數(shù)的模型進行溫度流場模擬 ，通過兩種不 同形狀肋片溫度云圖的比較，選出最佳尺寸、最佳形狀的肋片設計方案，增加了方案的理論性與真實性。它們一般的應用范圍包括電源、調壓器和馬達控制，所用的器件耗能為 510w，這些器件能夠通過螺釘緊固件或者彈簧夾子與散熱器相互聯(lián)接。他們從等截面直肋入手，分析了等截面直肋的溫度分布、肋表面的散熱量及其肋片效率。 2）熱電制冷 熱電制冷 ]5[ 是建立在帕爾貼效應基礎上的一種電制冷方法。然而，對于相變冷卻的應用，還有一些技術問題尚待解決，特別是流動沸騰。液體冷卻包括直接冷卻和間接冷卻。 （ 2） 強迫空冷技術 強迫空冷 ]7[ 主要是借助于外界動力設備強迫器件周邊空氣流動，從而將器件散發(fā)出的熱量帶走的一種方法。 電子元件散熱結構優(yōu)化研究的發(fā)展現(xiàn)狀及應用 電 子元件散熱結構優(yōu)化研究的發(fā)展現(xiàn)狀 自 1925 年人們研究變壓器的冷卻開始，熱設計作為實現(xiàn)技術之一就伴隨著電力電子技術的進步而不斷發(fā)展。由此可見 ]2[ , 電子散熱問題已成為制約電子工業(yè)發(fā)展的瓶頸 , 而高效的電子散熱技術已成為一個研究熱點。s Microprocessor Research Laboratory with the person in charge as saying that the heat generated by highfrequency processors, is simply that impede development of a wall. To improve system performance, enhance its reliability and maintain the CPU temperature in the appropriate context, the key factor is the application of cooling technology. We need to take appropriate measures to concentrate the heat in the CPU in a timely manner distributed out, reducing its temperature to ensure that it runs in the normal operating temperature range, the maximum temperature not exceeding 85 ℃ . Therefore, the main CPU heat sink of the cooling device is of great significance. Air Cooling is now the most mon and the highest utilization rate is also Abstract III the most mature of a cooling mode, this heat is simple, direct, reliable performance, mature technology, lowest cost, can solve the heat we usually need to, they have been widely used. Air Cooling is the main form of cooling to the CPU. This article use the forced air cooling, using CFD software, Fluent, through its preprocessing module Gambit on the study model to model, and then import it into Fluent in, the choice of solver and to determine the boundary conditions for puter simulation to study the heat film cooling performance of the straight rectangular rib and triangle rib with different parameters of the heat sink cooling process of numerical simulation obtained under the different parameters of the temperature distribution cloud, through the analysis of different rib high, rib thickness, rib spacing on heat sink thermal performance, the impact of the finalization of The best parameters of the heat sink. Through the simulation study found that the best parameters of the simulation and the calculated value is consistent, the best heat sink type is the straight rectangular rib with 30 mm high, rib 4 mm thick, 6 mm distance side. Keywords: CPU； cooling； rib。 通過模擬研究發(fā)現(xiàn) ： 模擬的最佳參數(shù)與理論 計算值一致，最佳散熱片類型為肋高 30mm,肋厚 4mm，肋間距 6mm的等截面直肋。溫度過高或過低， CPU 不能穩(wěn)定工作，性能會顯著下降，從而也將影響到整個計算機系統(tǒng)的可靠運行。然而，人們對計算機內部空間緊湊性的設計要求，中央處理器（ CPU）的體積越來越小。 風冷散熱是現(xiàn)在最為常見且使用率最高也是最成熟的一種散熱方式，這種散熱方式簡單、直接、性能可靠、技術成熟、成本最低，可以解決我們通常的散熱需要，因而被普遍使用。s heat can not shed a timely and reasonable manner, CPU39。研究表明 ]5[ : 電子元件的溫度在正常工作溫度水平上降低1 C? , 其故障可 減少 4% 。對散熱片進行砂型鑄造工藝設計，并用鑄造模擬軟件 ProCAST進行模擬分析，優(yōu)化鑄造工藝并指導生產試驗。自然冷卻 ]5[ 往往適用于對溫度控制要求不高、熱流密度不大的低功耗器件和部件，以及密封或密集組裝的器件不宜 (或不需要 )采用其它冷卻技術的情況下。針對增強對流傳熱系數(shù)，喬治亞理工大學封裝研究中心所研究的微噴流技術，它是風冷技術的重大進展，能使風冷能力超過 10 W/c 2m ，專門為冷卻單芯片和多芯片組件而研制；另一個重大改進是空氣射流冷卻技術，射流冷卻時 流體沿芯片法向沖擊傳熱表面，沖擊處的速度和溫度邊界層很薄，因而具有很高的傳熱率。一般所說的相變冷卻 ]5[ 主 要是指制冷劑蒸發(fā)從環(huán)境吸熱，第一章 緒 論 3 其包括兩種情況：容積沸騰 (靜止液體沸騰，又叫池沸騰 )和流動沸騰。因此，熱管 技術已在電氣設備散熱、電子器件冷卻、半導體元件以及大規(guī)模集成電路板的散熱方面取得很多應用成果。風冷散熱是目前給 CPU散熱的主要方式。方型針柱狀散熱器在強迫空氣冷卻的情況下，會產生嚴重的紊流現(xiàn)象，從而會引起較大的背壓。 Ake Malhammar 研究了芯片表面和環(huán)境之間的溫度差、肋間距、肋片厚度、空氣來流速度等參數(shù)對散熱器的散熱量的影響 ]11[ . 綜上所述，國內外開展的關于提升散熱片散熱性能方面的研究工作主要集中在散熱片的結構尺寸上 ,而確定散熱片結構尺寸是依據(jù)傳熱獲得的，運用 CFD第一章 緒 論 5 軟件 Fluent 對等截面直肋散熱片側送風強迫 對流換熱方式下，不同參數(shù)時的溫度場進行模擬，可以確定其傳熱效率最終得到最佳的結構尺寸。 根據(jù)離散原理的不同， CFD 大體上可以分三個分支：有限差分法（ Finite Difference Method， FDM）、有限元法（ Finite Element Method， FEM）、有限體積法（ Finite Volume Method， FEM）。 FLUENT 簡介 從本質上講， FLUENT 只是一個求解器。由于控制方程是非線性的，且相互之間是耦合的，因此，在得到收斂之前要經過多輪迭代。 對稱（ symmetry）邊界，用于物理外形以及所期望的流動的解具有鏡像對稱特征的情況，也可以用來描述粘性流動中的零滑移壁面。如果二階精度足夠，即使采用 QUICK 格式，結果也不一定好。 求解壓力耦合方程組的半隱式方法 SIMPLE 算法（ SemiImplicit Method for PressureLinked Equations）是一種主要用于求解不可壓流場的數(shù)值方法，它的核心是采用“猜測 修正 ”的過程，在交錯網格的基礎上來計算壓力場，從而求解動量方程（ NS 方程）。3