| 【中文题名】 | CPU集成热管散热器的研究 |
| 【英文题名】 | Investigation on Integrated Heat Sink with Heat Pipes |
| 【学科专业】 | 工程热物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-2-23 |
| 【中关键词】 | CPU,集成热管,传热,模拟,试验, |
| 【英关键词】 | CPU,integrated heat pipes,heat transfer,simulation,experiment, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>电子数字计算机（不连续作用电子计算机）>运算器和控制器(CPU)> |
| 【论文摘要】 | 随着CPU的集成度和性能的不断提高和它的物理尺寸的不断减少,CPU热流密度急剧增加,然而传统冷却CPU的风冷散热方式正趋于散热极限,CPU散热问题已成为制约计算机发展的主要因素之一,目前已经成为流体力学和传热学的重要研究领域之一。因此,作为相变的传热设备的热管具有极高的导热性、优良的等温性、高散热效率和良好的环境适应性等特点,它可以在非常小的温差下可以有效地传递很高的热量,很适合高热流密度情况下散热。目前已经广泛应用于CPU散热领域,开发出了热管散热器、蒸汽腔散热器等多种两相散热元件。
本文首先对CPU散热技术及热管型CPU散热器的国内外研究和发展现状进行了综述:结合热管散热器和蒸汽腔散热器的特点提出了具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点的CPU集成热管散热器的设计理念,并简单介绍了热管的工作原理;根据当前CPU常用散热器的实际运行情况以及常用的评测散热器性能参数,建立了散热器性能测试试验台;对设计出的CPU集成热管器件散热器的流动与传热性能以及均温性进行了测试;比较分析了在不同散热功率、风速、倾斜角等试验工况下散热器的传热性能的变化规律。应用商业软件Star-CD对CPU... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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Abstract |
6-12 |
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1 绪论 |
12-28 |
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1．1 研究的背景和意义 |
12-14 |
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1．2 国内外研究进展 |
14-25 |
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1．2．1 CPU散热技术的研究进展 |
14-18 |
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1．2．2 CPU热管散热器的研究与发展 |
18-25 |
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1．3 本课题研究的内容 |
25-28 |
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2 热管及热管散热器工作原理 |
28-36 |
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2．1 热管基本理论 |
28-29 |
|
2．2 热管的传热极限 |
29-30 |
|
2．2．1 毛细极限 |
29 |
|
2．2．2 沸腾极限 |
29-30 |
|
2．2．3 声速极限 |
30 |
|
2．2．4 携带极限 |
30 |
|
2．2．5 连续流动极限 |
30 |
|
2．3 热管散热器传热极限 |
30-31 |
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2．4 热管散热器传热热阻 |
31-35 |
|
2．5 本章小结 |
35-36 |
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3 CPU集成热管散热器的结构设计 |
36-40 |
|
3．1 CPU集成热管散热器的设计概念 |
36-37 |
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3．2 CPU集成热管散热器的结构特点 |
37-39 |
|
3．3 本章小结 |
39-40 |
|
4 CPU集成热管散热器的试验研究 |
40-48 |
|
4．1 CPU集成热管散热器试验系统的设计 |
40-41 |
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4．2 CPU集成热管散热器试验台的搭建 |
41-42 |
|
4．3 测试样品 |
42-43 |
|
4．4 试验结果与分析 |
43-46 |
|
4．4．1 CPU集成热管散热器和全铜风冷散热器的传热性能的比较 |
43-44 |
|
4．4．2 CPU集成热管散热器的温度场测试 |
44-45 |
|
4．4．3 不同风速下CPU集成热管散热器的性能比较 |
45-46 |
|
4．4．4 不同安装倾斜角的CPU集成热管散热器的性能比较 |
46 |
|
4．5 本章小结 |
46-48 |
|
5 CPU集成热管散热器的外部结构的数值模拟研究 |
48-68 |
|
5．1 STAR-CD简介 |
48-49 |
|
5．1．1 概述 |
48-49 |
|
5．1．2 STAR—CD的原理 |
49 |
|
5．2 CPU集成热管散热器外部结构的数值模拟的数学和物理模型 |
49-54 |
|
5．2．1 计算模型的建立 |
49-50 |
|
5．2．2 计算区域的确定和网格的生成 |
50-51 |
|
5．2．3 控制方程 |
51-52 |
|
5．2．4 边界条件 |
52-53 |
|
5．2．5 计算过程中采用的具体算法和收敛准则 |
53-54 |
|
5．2．6 散热器散热量和换热系数的定义 |
54 |
|
5．3 方法验证与参数影响的分析 |
54-59 |
|
5．3．1 数值模拟方法可靠性验证 |
54-56 |
|
5．3．2 各种参数对CPU集成热管散热器传热性能的影响 |
56-59 |
|
5．4 CPU集成热管散热器的结构优化 |
59-66 |
|
5．4．1 最佳翅片间距的确定 |
59-60 |
|
5．4．2 最优风速的选择 |
60-62 |
|
5．4．3 CPU集成热管散热器的优化结构(一) |
62-63 |
|
5．4．4 CPU集成热管散热器的优化结构(二) |
63-65 |
|
5．4．5 CPU集成热管散热器的新结构与试验 |
65-66 |
|
5．5 本章小结 |
66-68 |
|
6 CPU集成热管散热器的强化传热 |
68-78 |
|
6．1 概述 |
68-69 |
|
6．2 强化传热的场协同原理 |
69-71 |
|
6．3 场协同理论在散热翅片设计中的应用 |
71-75 |
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6．3．1 散热翅片速度场与温度场 |
71 |
|
6．3．2 翅片错位排列强化换热 |
71-75 |
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6．4 本章小结 |
75-78 |
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7 结论与展望 |
78-82 |
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7．1 总结 |
78-79 |
|
7．2 展望 |
79-82 |
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参考文献 |
82-86 |
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攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
86-87 |
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致谢 |
87-88 |
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大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
88 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.363497 |
