東北電力大學(xué)熱能與動力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、AbstractI狹小空間散熱元件結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，中央處理器（CPU）的運(yùn)算速度提高，芯片的發(fā)熱量猛增到70W80W。在2000年，個(gè)人電腦使用的處理器的主頻速度接近1GHz，散熱量接近50W，而在2004年主流處理器的主頻速度已超過了3GHz，散熱量接近100W，并且在雙核心處理器的研發(fā)下大有翻倍之勢。然而，人們對計(jì)算機(jī)內(nèi)部空間緊湊性的設(shè)計(jì)要求，中央處理器（CPU）的體積越來越小。高集成度CPU芯片的性能對溫度十

2、分敏感，主要失效形式是熱失效，散熱情況的好壞將直接影響到計(jì)算機(jī)工作的穩(wěn)定性，如果CPU的熱量不能夠及時(shí)合理地散出，CPU的壽命將會縮短，引起CPU性能的降低甚至損壞。研究表明，隨著溫度的增加，其失效率呈指數(shù)增長趨勢；當(dāng)CPU工作溫度降低1℃，也將使失效率降低一個(gè)可觀的量值；單個(gè)半導(dǎo)體（CPU）元件的溫度每升高10℃，系統(tǒng)可靠性將降低50％，超過55％的電子設(shè)備的失效是由于溫度過高引起的。溫度過高或過低，CPU不能穩(wěn)定工作，性能會顯著下降

3、，從而也將影響到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。用Intel公司微處理器研究實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人的話說，高頻處理器產(chǎn)生的熱量簡直就是阻礙它發(fā)展的一堵墻。為提高系統(tǒng)性能、增強(qiáng)其可靠性和維持CPU溫度在合適范圍內(nèi)，關(guān)鍵因素是應(yīng)用散熱技術(shù)。我們需要采取適當(dāng)?shù)拇胧┦辜性贑PU中的熱量及時(shí)地散發(fā)出去、降低其溫度，保證它在正常運(yùn)行的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，最高溫度不得超過85℃。因此，對CPU的主要冷卻器件散熱片的研究有著重要意義。風(fēng)冷散熱是現(xiàn)在最為常見且使用率最高也

4、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(shù)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。風(fēng)冷散熱是目前給CPU散熱的主要方式。本文采用強(qiáng)迫空冷，用CFD軟件Fluent通過其前處理模塊Gambit對所研究的模型進(jìn)行建模，然后將其導(dǎo)入Fluent中，在選擇求解器以及確定邊界條件后進(jìn)行計(jì)算模擬，研究散熱片的散熱性能，對不同參數(shù)的等截面直肋和三角肋散熱片的散熱過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，得到不同參數(shù)下的溫度分布云圖

5、，通過分析不同的肋高、肋厚、肋間距對散熱片散熱性能的影響，最后確定了散熱片的最佳形狀與參數(shù)。通過模擬研究發(fā)現(xiàn)：模擬的最佳參數(shù)與理論計(jì)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。關(guān)鍵詞：CPU；散熱；肋片；數(shù)值模擬AbstractIIImostmatureofacoolingmodethisheatissimpledirectreliableperfmancematuretechnologylowestco

6、stcansolvetheheatweusuallyneedtotheyhavebeenwidelyused.AirCoolingisthemainfmofcoolingtotheCPU.ThisarticleusethefcedaircoolingusingCFDsoftwareFluentthroughitspreprocessingmoduleGambitonthestudymodeltomodelthenimptitintoFl

7、uentinthechoiceofsolvertodeterminetheboundaryconditionsfcomputersimulationtostudytheheatfilmcoolingperfmanceofthestraightrectangularribtriangleribwithdifferentparametersoftheheatsinkcoolingprocessofnumericalsimulationobt

8、ainedunderthedifferentparametersofthetemperaturedistributioncloudthroughtheanalysisofdifferentribhighribthicknessribspacingonheatsinkthermalperfmancetheimpactofthefinalizationofThebestparametersoftheheatsink.Throughthesi