| 【中文题名】 | 新型CPU集成热管散热技术研究 |
| 【英文题名】 | Investigation on New 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】 | 2007-1-17 |
| 【中关键词】 | CPU散热,集成热管,传热,流动,模拟,试验 |
| 【英关键词】 | CPU cooling,integrated heat pipes,heat transfer,flow,numerical 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】 | 近年来，随着个人电脑CPU工作频率的增加和集成度的不断提高，使得CPU表面的热流密度急剧上升，因而CPU的散热问题已经成为制约其发展的瓶颈。热管作为一种高效传热元件，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，非常适合于小温差高热流密度条件下的散热。将热管技术应用于CPU的冷却，已经成为当前CPU散热的发展趋势。
本文首先对CPU散热技术和热管型CPU散热器的国内外研究进展及现状进行了综述；介绍了热管工作基本原理，并对其主要传热热阻进行了分析；针对目前市场上用于CPU冷却的热管型散热器存在的不足，提出了具有散热效率高、结构简单、形式紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点的两款新型热管散热器——单管扁曲型集成热管散热器和多管扁曲型集成热管散热器；利用CFD软件对上述两款散热器的外部流场分别进行了数值模拟，确定了单管扁曲型集成热管散热器的结构尺寸，同时通过对相同横截面面积的圆形和椭圆形两种热管的外部流场的数值模拟，证实了椭圆形热管的优越性，为多管扁曲型热管的结构确定指明了方向；在上述研究的基础上，加工制造了单管扁曲型集成热管散热器；根据国家关于电力半导体有关测试标准，建立了... |
| 【论文题纲】 |
|
独创性说明 |
3-4 |
|
摘要 |
4-5 |
|
Abstract |
5-8 |
|
1 绪论 |
8-22 |
|
1.1 本课题的研究背景和意义 |
8-10 |
|
1.2 国内外研究进展 |
10-20 |
|
1.2.1 常用CPU散热方式简介 |
10-14 |
|
1.2.2 热管散热器的研究与发展 |
14-20 |
|
1.3 本课题的研究内容 |
20-22 |
|
2 热管工作原理及新型CPU集成热管的新结构提出 |
22-34 |
|
2.1 热管基本理论 |
22-23 |
|
2.2 两相闭式热虹吸管 |
23 |
|
2.3 两相闭式热虹吸管的传热分析 |
23-24 |
|
2.4 两相闭式热虹吸管的传热极限 |
24-26 |
|
2.4.1 携带极限 |
24-25 |
|
2.4.2 沸腾极限 |
25-26 |
|
2.4.3 干涸极限 |
26 |
|
2.5 热虹吸管传热热阻分析 |
26-30 |
|
2.6 新型CPU集成热管的新结构的提出 |
30-32 |
|
2.7 本章小结 |
32-34 |
|
3 新型CPU集成热管散热器的外部流场的数值模拟及结构参数的确定 |
34-52 |
|
3.1 STAR-CD简介 |
34-35 |
|
3.1.1 概述 |
34-35 |
|
3.1.2 STAR-CD的原理 |
35 |
|
3.2 单管扁曲型热集成热管散热器外部流场的数值模拟 |
35-45 |
|
3.2.1 计算模型的建立 |
35-36 |
|
3.2.2 计算区域的确定和网格的生成 |
36-37 |
|
3.2.3 控制方程 |
37-39 |
|
3.2.4 边界条件 |
39 |
|
3.2.5 计算过程中采用的具体算法和收敛准则 |
39-41 |
|
3.2.6 散热器散热量的计算和换热系数的定义 |
41 |
|
3.2.7 计算结果与分析 |
41-44 |
|
3.2.8 翅片间距的选择和最佳风速的确定 |
44-45 |
|
3.3 多管扁曲(椭圆形)热管与圆形热管的外部流场的数值模拟比较 |
45-49 |
|
3.3.1 椭圆形热管与圆形热管的数值模拟 |
45-47 |
|
3.3.2 计算结果分析 |
47-49 |
|
3.4 两种新型CPU集成热管的结构尺寸确定 |
49-50 |
|
3.5 本章小结 |
50-52 |
|
4 新型CPU集成热管散热器的试验研究 |
52-66 |
|
4.1 试验系统设计 |
52-53 |
|
4.2 试验装置 |
53-54 |
|
4.2 测试方法 |
54-55 |
|
4.3 测试样品制造 |
55-56 |
|
4.4 工质选择和工质的灌注 |
56-60 |
|
4.4.1 工质的选择 |
56-58 |
|
4.4.2 工质的灌注 |
58-60 |
|
4.5 实验结果与分析 |
60-64 |
|
4.5.1 新型CPU集成热管散热器的温度场测试 |
60-61 |
|
4.5.2 充液量对散热器散热性能的影响 |
61-63 |
|
4.5.3 工质对散热器散热性能的影响 |
63 |
|
4.5.4 风速对散热器散热性能的影响 |
63-64 |
|
4.6 本章小结 |
64-66 |
|
5 结论与展望 |
66-70 |
|
5.1 总结 |
66-67 |
|
5.2 展望 |
67-70 |
|
参考文献 |
70-74 |
|
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
74-75 |
|
致谢 |
75-76 |
|
大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
76 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.364115 |
