液冷冷板流动及传热特性的数值研究

发布时间：2017-03-27 02:01

  本文关键词：液冷冷板流动及传热特性的数值研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子元器件体积功率的剧增，自然冷却及强迫风冷的冷却方式已难以满足电子元器件热设计的需要。越来越多的工程实例和研究都集中在强迫液冷的冷却方式上，而冷板作为一种高效成熟的换热设备也得到广泛应用，因此，液冷冷板冷却方式在电子设备热设计上的应用有着广阔的前景。本文采用数值模拟仿真的方法，对冷板液流通道结构进行优化设计并对其流动和换热性能进行了分析研究。 首先，以直排型矩形翅片通道液冷冷板的热分析模型为对象，通过改变边界条件和流道几何参数两方面影响的单因素进行温度场分析，绘制出不同因素参数与芯片结温的曲线；接着利用正交试验法，又进行了液冷冷板多因素散热性能的研究，并对试验结果进行极差分析，得出了影响液冷冷板散热的主要因素。其次，针对常规型及复杂型流道结构形式，建立液冷冷板的热仿真模型。在热仿真分析软件中通过对各种流道结构形式进行流动特性、压力损失特性和换热特性的对比分析，得出散热性能较好的流道结构形式。最后，针对工程实际中有源相控阵天线T/R组件体积小、数量多、内部热流密度大的特点，采用强迫液冷的热设计方案，建立一个椭圆形有源相控阵天线的模型，分析了该天线在不同热边界条件及流道结构尺寸下的天线阵面温度场，使其满足工程上所要求的天线最高温度及温差的限制条件。
【关键词】：液冷冷板 流道设计 数值模拟 温度场 换热
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 研究目的及意义7
• 1.2 冷板的国内外研究现状7-9
• 1.2.1 冷板的国外研究现状7-8
• 1.2.2 冷板的国内研究现状8-9
• 1.3 相控阵天线热控制技术与研究现状9-13
• 1.3.1 相控阵天线热控制技术的国外研究现状10-12
• 1.3.2 相控阵天线热控制技术的国内研究现状12-13
• 1.4 本文主要工作13-15
• 第二章 电子设备热设计理论基础介绍15-25
• 2.1 热传递方式15-18
• 2.1.1 热传导15-16
• 2.1.2 热对流16-17
• 2.1.3 热辐射17-18
• 2.2 计算流体动力学控制方程18-19
• 2.3 电子设备热控制方法19-22
• 2.4 热分析软件简介22-23
• 2.5 本章小结23-25
• 第三章 液冷冷板散热影响因素分析25-43
• 3.1 液冷系统介绍25-26
• 3.2 液冷冷板概述26-28
• 3.3 单因素散热性能研究28-37
• 3.3.1 改变边界条件的影响分析28-34
• 3.3.2 改变流道几何参数的影响分析34-37
• 3.4 多因素散热性能研究37-42
• 3.4.1 正交试验介绍37-38
• 3.4.2 正交试验指标、因素、水平的确定38-39
• 3.4.3 正交试验数据计算39-41
• 3.4.4 极差分析41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 液冷冷板流道结构设计及数值仿真研究43-59
• 4.1 引言43
• 4.2 常见流道结构形式43-49
• 4.2.1 流道分析43-44
• 4.2.2 模型建立及边界设置44-45
• 4.2.3 计算结果分析45-46
• 4.2.4 仿真结果对比分析46-49
• 4.2.5 小结49
• 4.3 复杂流道结构形式49-57
• 4.3.1 流道分析49-52
• 4.3.2 模型建立及边界设置52
• 4.3.3 仿真结果对比分析52-57
• 4.3.4 小结57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 椭圆形相控阵天线液冷冷板热设计与仿真分析59-67
• 5.1 椭圆形相控阵天线模型建立与简化59-60
• 5.2 椭圆形相控阵天线热设计与仿真分析60-63
• 5.2.1 热设计温度要求60
• 5.2.2 散热方案确定60-61
• 5.2.3 温度场分析61-63
• 5.3 椭圆形相控阵天线温度场优化分析63-66
• 5.3.1 不同流体流速条件下椭圆形相控阵天线的温度场分析63-64
• 5.3.2 不同流体温度条件下椭圆形相控阵天线的温度场分析64-65
• 5.3.3 不同流道宽度条件下椭圆形相控阵天线的温度场分析65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 工作总结67
• 6.2 研究展望67-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-74

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