仿生微流道散熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及流動散熱特性研究.pdf

1、電子元器件集成度不斷提高，相應(yīng)使得電子元器件內(nèi)部功率密度不斷突破新高，使得電子元器件發(fā)熱量越來越大，影響了電子元器件的工作壽命。針對越來越突出的電子元器件散熱問題，設(shè)計專門的散熱器，通過高效的散熱措施給電子元器件主動降溫，有效改善工作環(huán)境，延長電子元器件壽命是最有效的解決措施。
　　液冷散熱器作為散熱器的一種以其高效的特點被廣泛研究和關(guān)注。這種散熱器使冷卻液通過遍布熱源區(qū)域的微流道進行熱交換。這種使流體通過微管道與外界進行能量交換

2、的體系結(jié)構(gòu)在自然界中廣泛存在，并且經(jīng)過進化的選擇，是較為理想的結(jié)構(gòu)，值得液冷散熱系統(tǒng)研究和借鑒。
　　通過觀測鱗翅目昆蟲翅脈及樹葉葉脈，測量了昆蟲翅脈和樹葉葉脈的各級微管道直徑比和分支夾角等特征參數(shù)，得到這些特征參數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律。依據(jù)Hagen-Poiseuille定律對微流道的優(yōu)化局部特征參數(shù)關(guān)系進行了推導(dǎo)和驗證。通過理論分析與觀測數(shù)據(jù)的對比確定了仿生微流道尺寸參數(shù)的設(shè)計方法，并根據(jù)該設(shè)計方法設(shè)計了兩種仿生微流道結(jié)構(gòu)。
　　

3、使用流體力學(xué)有限元分析軟件（FLO EFD.Lab10.0）對仿生微流道結(jié)構(gòu)進行進行熱分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化了仿生微流道結(jié)構(gòu)，提升了微流道的散熱性能。將兩種優(yōu)化后的仿生微流道熱分析結(jié)果與傳統(tǒng)平行微流道及自相似分形微流道熱分析就散熱及冷卻液流動特性進行對比分析，驗證較優(yōu)仿生微流道具有比對比微流道結(jié)構(gòu)更好的冷卻液流動效率和散熱性能。
　　最后，對模型進行了實際加工并選用傳感器和其它組件搭建實驗平臺，對仿真分析的四種微流道模型進行了初步