离心式CPU散热器的散热性能仿真与优化

发布时间：2023-08-06 16:40

　　随着电子技术的快速发展,CPU芯片的集成度越来越高,芯片的功率在不断增加,其发热量也越来越高。CPU的工作温度直接影响电脑的稳定性和使用寿命。CPU温度升高会使CPU运行速度下降,要使CPU在正常温度范围内工作,必须采用具有高效散热性能的CPU散热器。离心式CPU散热器具有体积小、结构紧凑、散热效率高等优点,它在轻薄型笔记本电脑中得到了越来越广泛地应用。本文针对轻薄型笔记本电脑的散热需求,建立了离心式散热器的物理数学模型,利用FLUENT软件对该散热器的传热和流动进行数值模拟,分析离心式风扇的效率和散热器的综合散热性能,从离心式风扇叶轮和散热翅片的角度对该离心式散热器进行了优化。本文的主要研究内容如下:首先,以Engine 27 1U型散热器为原型建立了三维的物理数学模型,进行了数值计算,通过对流场、温度场的分布分析了其散热机制;采用裸机平台测试进行了实验测试,并将实验结果与数值计算结果进行了比较,验证了模型和计算方法的正确性及可行性;然后,选取叶片数、叶片出口安装角、叶片入口安装角、短叶片长度这四个因素,建立具有不同参数的离心式风扇模型,并进行四因素三水平的正交实验分析。结果表明,过...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 散热器方面的研究
        1.2.2 离心式风扇方面的研究
        1.2.3 数值模拟方法的研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 数值模拟理论基础
    2.1 基本守恒方程式
        2.1.1 连续方程
        2.1.2 动量方程
        2.1.3 能量方程
    2.2 共轭传热
    2.3 理想气体方程式
    2.4 湍流模型
    2.5 壁面函数法
    2.6 数值计算求解方法
    2.7 小结
第3章 离心式CPU散热器数值计算及结果分析
    3.1 离心式CPU散热器结构参数的确定
        3.1.1 离心式风扇的设计
        3.1.2 离心风扇的主要性能参数
        3.1.3 散热翅片的散热性能参数
        3.1.4 结构参数的确定
    3.2 数值计算
        3.2.1 物理模型与网格划分
        3.2.2 材料物性
        3.2.3 边界条件
        3.2.4 计算方法与流程
        3.2.5 收敛标准
    3.3 结果分析
    3.4 实验验证
    3.5 小结
第4章 离心式CPU散热器风扇的优化
    4.1 叶轮参数对风扇性能的影响
        4.1.1 叶片出口安装角对风扇性能的影响
        4.1.2 叶片入口安装角对风扇性能的影响
        4.1.3 叶片数对风扇性能的影响
    4.2 正交实验优化方案
        4.2.1 优化方案的设计
        4.2.2 正交实验结果分析
    4.3 结果分析
        4.3.1 压力场分析
        4.3.2 流场分析
        4.3.3 温度场分析
    4.4 小结
第5章 离心式CPU散热器翅片的优化
    5.1 优化方案的设计
    5.2 结果分析
        5.2.1 压力场分析
        5.2.2 流场分析
        5.2.3 温度场分析
    5.3 小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文
致谢



本文编号：3839681