基于場(chǎng)協(xié)同理論的電子元件散熱CFD數(shù)值模擬*

馬芳芳，云和明,2,3，李永真

（1.山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院，濟(jì)南 250101；2.可再生能源建筑利用技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101；3.山東省可再生能源建筑應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101）

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基于場(chǎng)協(xié)同理論的電子元件散熱CFD數(shù)值模擬*

馬芳芳1，云和明1,2,3，李永真1

（1.山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院，濟(jì)南 250101；2.可再生能源建筑利用技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101；3.山東省可再生能源建筑應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250101）

針對(duì)電子元件的散熱問(wèn)題，以電子元件為研究對(duì)象，采用CFD技術(shù)對(duì)以空氣為冷卻流體的電子元件的6種散熱方案進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用流體固體共軛傳熱技術(shù)，獲得電子元件散熱小空間的溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)。基于場(chǎng)協(xié)同原理對(duì)其溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的協(xié)同效果進(jìn)行分析和比較，獲得電子元件散熱的優(yōu)化方案，為進(jìn)一步提高電子元件的散熱效果及熱設(shè)計(jì)水平提供理論依據(jù)。

CFD；數(shù)值模擬；場(chǎng)協(xié)同原理；共軛傳熱

1　引言

隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，電子元件的散熱設(shè)計(jì)在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中占有越來(lái)越重要的地位。對(duì)于包括CPU在內(nèi)的電子設(shè)備，現(xiàn)在的失效問(wèn)題有55%是由于過(guò)熱而引起的［3］,因此電子元器件的散熱效果得到越來(lái)越多的重視。如何提高電子元件的散熱效果，成為了電子元件發(fā)展所必須克服的問(wèn)題。根據(jù)經(jīng)典的強(qiáng)化傳熱理論，可以通過(guò)增加流量來(lái)增大雷諾數(shù)或者加肋以增加傳熱面積以及設(shè)置粗糙表面以提高湍流度等方法來(lái)強(qiáng)化對(duì)流換熱。但是這些措施往往伴隨著流動(dòng)阻力的增加，在實(shí)際應(yīng)用上受到一定的限制。……