【摘 要】
:
近年来,随着电子设备功能和性能的不断提升,电子设备的体积越来越小,装配的元器件数量越来越多,器件运行功率越来越大,导致热流密度和安装密度急速攀升。因此,对电子设备的热控制能力提出了越来越高的要求。微通道换热以其结构紧凑、换热效率高、工程实现性好等诸多优点,作为一种高效的换热形式被海内外研究者们广泛关注。微通道换热结构形式多样不胜枚举,以蛇形微通道换热结构和带有翅片的微通道换热结构散热效果最理想。本
论文部分内容阅读
近年来,随着电子设备功能和性能的不断提升,电子设备的体积越来越小,装配的元器件数量越来越多,器件运行功率越来越大,导致热流密度和安装密度急速攀升。因此,对电子设备的热控制能力提出了越来越高的要求。微通道换热以其结构紧凑、换热效率高、工程实现性好等诸多优点,作为一种高效的换热形式被海内外研究者们广泛关注。微通道换热结构形式多样不胜枚举,以蛇形微通道换热结构和带有翅片的微通道换热结构散热效果最理想。本文对微通道设计与优化技术进行了深入研究,提出了两种新型的微通道结构,即:新型双排蛇形微通道散热器和棋盘式翅片微通道散热器,获得了冷却系统流动和散热综合性能优良的散热器结构。在此基础上,针对流场设计参数对换热性能的影响以及设计参数优化等问题开展了仿真模拟和实验研究,取得的主要成果包括:(1)在对传统蛇形通道存在问题分析的基础上,提出了一种新型双排蛇形微通道换热器结构(D-SMTH),并对其性能进行了仿真分析。对不同设计参数下的双排蛇形微通道散热器进行了数值模拟。仿真结果显示:与传统的单排蛇形微通道模型SMCF对比,新型换热器散热效果得到了显著提高。交叉排布进出口方式的双排蛇形微通道模型的努塞尔数增长幅度更快,D-SMTH-A模型的平均努塞尔数最大提高了13.7%,换热效果理想。(2)设计并搭建了双排蛇形微通道换热器散热性能的测试平台,进行了对流换热实验,利用实验对仿真结果进行了验证。通过实验数据分析,得出双排蛇形微通道换热器模型仿真结果与实验测量结果的相对误差不超过6%,表明D-SMPF模型的仿真结果与实验结果吻合较好。(3)针对传统板式翅片下直流微通道换热器存在的问题,提出了一种带有新型翅片结构的微通道换热器(DMTF),并对不同次流道结构下的换热器进行了性能仿真建模与分析。结果表明,在相同泵输出功率下,本文提出地交错式进出口排布DMTF在降低热阻和提高努塞尔数方面相较传统的DMPF模型具有明显优势。论文研究发现,DMTF模型的热阻和底面温差均小于DMPF模型且散热效果更均匀;与现有带环形翅片模型MRNH对比,在同一功率下努塞尔数最大增加了13.6%。DMTF模型的底板温差较MRNH模型降低了2K,这对提高微通道散热器传热均匀性来说具有重要的研究意义。(4)设计并搭建了多进多出的板式翅片微通道换热器散热性能测试平台,进行了相关实验,并对仿真结果进行了验证。经过实验数据的归纳与计算,得出板式翅片微通道换热器在不同流速下仿真得到的压降与实验测量的压降相对误差不超过6%,平均努塞尔数之间的相对误差不超过5%的结论,表明平板翅片微通道模型的仿真结果与实验结果相吻合。(5)应用遗传算法,对本文所提两种微通道结构的流场设计参数进行了优化。构建了以提升散热底板的温度均匀性和降低功耗为目标的目标函数,分别对双排蛇形微通道散热器中通孔数量和通孔直径、棋盘式翅片结构微通道散热器中斜槽宽度及斜槽交角等设计参数进行优化。优化结果表明,双排蛇形微通道散热器中优化搜索误差小于2%,棋盘式翅片结构微通道散热器中优化搜索误差小于3%。通过优化,双排蛇形微通道换热器的努塞尔数比优化前的仿真结果提高了14.1%,棋盘式翅片结构微通道换热器的努塞尔数比优化前的仿真结果提高了12.7%,换热能力明显得到了提高。
其他文献
为了便于系统分析与综合,人们通常需要对物理系统进行一定层次的简化及抽象,并在此基础上建立相应的数学模型。离散事件系统是人们对异步发生的离散驱动的物理系统的一种抽象。随着信息化水平的不断提高,特别是数字计算机控制的制造技术的不断发展,离散事件系统大量涌现,如通讯网络、柔性制造系统、物流管理系统以及火车和航空调度系统等。这些系统都是典型的离散事件系统,这些系统中事件的发生都具以下共同特征:异步性、顺序
随着互联网、物联网等技术的飞速发展,在社会生活的各个领域,涌现出海量的多视角数据。多视角数据指的是同一对象从不同途径或不同层面获得的特征数据,其呈现出多态性、多源性、多描述性和高维异构性等特点。例如自动驾驶中,车辆通过摄像头、激光雷达等多个传感器收集到的多视角数据感知周围环境。多视角学习方法利用了视角之间信息的互补性,对多视角信息进行多层面的处理,获得对事物的全面理解,这是单视角方法无法比拟的。由
随着数字图像的快速和大规模增长,人们找到感兴趣的图像越发困难,这促使人们研究和开发有效的图像存储,索引和检索技术。图像检索和索引已被应用于许多领域,例如互联网、广告、艺术、建筑、教育、医疗、生物和其他许多行业。基于文本的图像检索首先以文本形式手工标记图像,然后使用关键字来检索图像。这种基于字符匹配程度的图像检索方法既主观又费时。基于内容的图像检索方法克服了基于文本方法的缺点,依据图像的视觉特征(颜
随着计算机科学技术的飞速发展,肿瘤放疗进入到了一个精准治疗的时代。图像引导放疗可以在提高放射剂量杀死肿瘤组织的同时,有效保护肿瘤周围的正常组织,极大提高了患者的生存率和生存质量。放疗中,肿瘤专家和放疗物理师需要对肿瘤靶区和临近风险器官进行精确勾画,从而可利用计划系统进行放射治疗仿真,获得患者在理想状态下的受剂量。利用计算机作为工具,并结合有效的医学图像分割算法,实现肿瘤和风险器官的高效、自动化分割
近二十年来,不确定多智能系统的一致性控制问题已经成为控制科学研究领域的一个热点问题,尤其是基于逼近器的分布式控制受到了学者们的广泛关注,获得了大量理论研究结果,但是仍然有一些公开的问题值得进一步的研究和讨论.本文将针对已有工作中广泛存在的全局一致性控制问题进行研究.研究思想来源于单个系统全局稳定性,万能逼近器作为一个前馈补偿器来描述不确定非线性动态,依靠领导者信号作为输入信号来逼近不确定非线性动态
Web 2.0时代的到来,在线社交网络应用迅速普及,大量用户涌入在线社交网络平台发表见解、分享生活,产生了大量用户生成内容。这些数据对于提高搜索服务的质量与体验具有重要意义。在此背景下,旨在利用社交网络数据优化搜索结果,提升搜索服务用户满意度的社会化搜索引擎应运而生。然而,已有社会化搜索引擎研究仍然存在4个问题:(1)检索资源大都集中于特定的在线社交网络平台,导致信息检索查全率不高;(2)被动响应
大数据时代的到来不仅给数据的处理速度提出了更高的要求,也让价值信息的安全存储成为了重要挑战。忆阻器有着简单的器件结构、简洁的制备工艺、较低的功耗以及较高的集成度,对于实现海量数据存储、克服冯·诺依曼瓶颈、构建存算一体式计算模式具有重要意义。与此同时,物理瞬态形式的电子器件能够在外界的刺激触发下实现物理形态和器件功能的部分或全部消失,其在绿色电子,可植入医疗以及安全电子等领域具有重大的应用价值。因此
网络构成了复杂系统的基础,从脑网络到计算机通信网络,从运输基础设施到在线社会系统,从生物系统到金融市场;在现实世界中,所遇到的大多数系统都是复杂的系统。这些系统具有复杂的拓扑特征,这意味着它们在元素之间的连接拓扑结构既不限于对称排列,也不是可预测的(纯随机的)。学者将这些系统称为复杂的网络。复杂的网络代表着无数的现实世界系统,其中部分系统是人造的,一个较为常见的例子即为Internet和语义Web
电离层化学物质释放是电离层理论研究的重要组成部分,是人工调控和应用电离层空间环境的有效手段之一。本文基于电离层不稳定性理论,研究了电离层化学物质释放的不稳定性效应,并有针对性的讨论了影响电离层不稳定性发展的关键因素。利用线性增长率理论可以从原理上分析化学物质释放的不稳定性触发效应,但线性理论对应不稳定性发展的早期阶段,只能部分判断电离层不规则体的形成概率。因此,需要能够反映不稳定性线性和非线性阶段
人类社会发展史表明,每一次依人类智慧和文明的进步而发生的科学技术革命,都在不同程度上推动人的存在方式变化与人类社会发展。进入二十一世纪后,以人工智能、大数据、云计算、区块链和新一代通信网络信息技术为代表的新技术革命的融合和发展,推动人类社会进入了一个被称为“工业4.0”的第四次工业革命时期,我们正处于这一历史阶段。“现实”就是人与人类的当下的存在,就是我们的本质在当下的显现。从科学技术革命对于人类