基于棋盘型高拓扑热沉结构不同喷嘴射流分布结构的数值研究

作     者：石千磊 刘倩 李凯璇 巨星 徐超 SHI QianLei;LIU Qian;LI KaiXuan;JU Xing;XU Chao

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51876062) 中央高校基本科研业务费专项资金(编号:2019MS017)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2021年第51卷第6期

页      码：699-710页

摘      要：电子或电力电子芯片的高密度热流换热问题是制约芯片技术的核心问题之一.本文针对棋盘型喷嘴射流/歧管/微针翅复合结构拓扑形态设计和几何构造参数影响关系进行数值模拟研究.建立喷嘴阵列在正方形、正六边形和菱形三种拓扑结构下换热单元的计算模型,分析各拓扑结构不同参数尺度的流动换热性能.计算结果表明,当射流孔和微针翅的直径分别为50和100μm时,正六边形喷嘴阵列拓扑下复合换热结构压降较小,但换热效果也受到局限;菱形喷嘴阵列拓扑虽然具有最高的局部对流换热系数(>150000 W/(Km^(2))),但微针翅表面的换热系数较低,温度分布的不均匀程度较大;正方形喷嘴阵列拓扑下热沉的性能具有显著优势,压降仅3150 Pa时,总热阻低至0.099×10^(-4)Km^(2)/W.该复合热沉结构具有高拓扑性,易于与不同形状大小的芯片相结合,在进一步降低结构尺度和接触热阻后,将在高热流密度芯片冷却领域展示出更好的应用潜力.

主 题 词：高热流密度 复合热沉 微针翅 歧管 喷嘴射流 

学科分类：080903[080903] 080701[080701] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SST-2020-0410

馆 藏 号：203103614...