筆記本電腦CPU熱電制冷散熱器的數(shù)值模擬研究.pdf

1、當(dāng)前筆記本電腦CPU的散熱問題非常突出，即使是國際一線品牌，如聯(lián)想、索尼、惠普、富士通等，其筆記本產(chǎn)品在CPU使用率持續(xù)超過70％的情況下，也頻繁發(fā)生“死機(jī)”的現(xiàn)象。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)今CPU集成度越來越高，熱流密度日益增加的發(fā)展趨勢，以筆記本電腦用CPU高熱流密度負(fù)荷下的散熱冷卻技術(shù)為背景，提出了一種以熱電制冷系統(tǒng)為基礎(chǔ)的散熱器系統(tǒng)的構(gòu)想，并對熱電制冷散熱器系統(tǒng)進(jìn)行了熱分析和熱設(shè)計(jì)研究。 針對筆記本電腦和熱電制冷散

2、熱的特點(diǎn)，結(jié)合其散熱機(jī)理，設(shè)計(jì)了筆記本電腦CPU熱電制冷散熱器結(jié)構(gòu)。根據(jù)筆記本電腦CPU工作條件要求，對該散熱器的散熱性能進(jìn)行了分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：從熱電制冷原理入手深入剖析了熱電制冷散熱器的制冷機(jī)理及工作特性；根據(jù)筆記本電腦的特點(diǎn)及其苛刻的散熱要求，將熱電制冷技術(shù)引入筆記本電腦的散熱設(shè)計(jì)當(dāng)中，提出兩種構(gòu)想，通過分析比較最終確定了一種較為理想的熱電制冷散熱器結(jié)構(gòu)型式；在針對熱電制冷性能的研究中選擇了一種目

3、前市場上較常見的熱電制冷器，分析了該熱電制冷器在最大制冷量工況、最大制冷系數(shù)工況和絕熱工況下的工作情況，并聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用情況，重點(diǎn)對最大制冷系數(shù)工況和最大制冷量工況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究；運(yùn)用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)軟件FLUENT對熱電制冷散熱器矩形平翅片的傳熱特性進(jìn)行了分析和數(shù)值模擬研究；結(jié)合熱電制冷在筆記本CPU散熱中的條件限制，有針對性的研究了在各種特定工況下散熱翅片的散熱性能，以及熱電制冷器的工作狀況；基于大量數(shù)值模擬結(jié)果，將熱電制

4、冷散熱器與普通熱管散熱器進(jìn)行了比較分析，得出結(jié)論：熱電制冷散熱器能夠在較低的風(fēng)速下，保持筆記本電腦CPU工作在一個(gè)較低的表面溫度狀態(tài)；根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，選擇合適的工況參數(shù)作為模擬的邊界條件，對熱電制冷散熱器所采用的矩形平翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究；運(yùn)用電子熱分析軟件ICEPAK對CPU熱電制冷散熱器進(jìn)行仿真建模，以前文的模擬結(jié)論為基礎(chǔ)對熱電制冷散熱器系統(tǒng)進(jìn)行整體模擬，分析模擬結(jié)果并與之前的研究結(jié)論進(jìn)行比較，進(jìn)而驗(yàn)證模擬方法的正確性和熱電