仿生微流道散熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及流動(dòng)散熱特性研究.pdf

1、電子元器件集成度不斷提高，相應(yīng)使得電子元器件內(nèi)部功率密度不斷突破新高，使得電子元器件發(fā)熱量越來(lái)越大，影響了電子元器件的工作壽命。針對(duì)越來(lái)越突出的電子元器件散熱問(wèn)題，設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的散熱器，通過(guò)高效的散熱措施給電子元器件主動(dòng)降溫，有效改善工作環(huán)境，延長(zhǎng)電子元器件壽命是最有效的解決措施。
　　液冷散熱器作為散熱器的一種以其高效的特點(diǎn)被廣泛研究和關(guān)注。這種散熱器使冷卻液通過(guò)遍布熱源區(qū)域的微流道進(jìn)行熱交換。這種使流體通過(guò)微管道與外界進(jìn)行能量交換

2、的體系結(jié)構(gòu)在自然界中廣泛存在，并且經(jīng)過(guò)進(jìn)化的選擇，是較為理想的結(jié)構(gòu)，值得液冷散熱系統(tǒng)研究和借鑒。
　　通過(guò)觀測(cè)鱗翅目昆蟲(chóng)翅脈及樹(shù)葉葉脈，測(cè)量了昆蟲(chóng)翅脈和樹(shù)葉葉脈的各級(jí)微管道直徑比和分支夾角等特征參數(shù)，得到這些特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。依據(jù)Hagen-Poiseuille定律對(duì)微流道的優(yōu)化局部特征參數(shù)關(guān)系進(jìn)行了推導(dǎo)和驗(yàn)證。通過(guò)理論分析與觀測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比確定了仿生微流道尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，并根據(jù)該設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了兩種仿生微流道結(jié)構(gòu)。
　　

3、使用流體力學(xué)有限元分析軟件（FLO EFD.Lab10.0）對(duì)仿生微流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行熱分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化了仿生微流道結(jié)構(gòu)，提升了微流道的散熱性能。將兩種優(yōu)化后的仿生微流道熱分析結(jié)果與傳統(tǒng)平行微流道及自相似分形微流道熱分析就散熱及冷卻液流動(dòng)特性進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證較優(yōu)仿生微流道具有比對(duì)比微流道結(jié)構(gòu)更好的冷卻液流動(dòng)效率和散熱性能。
　　最后，對(duì)模型進(jìn)行了實(shí)際加工并選用傳感器和其它組件搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)仿真分析的四種微流道模型進(jìn)行了初步