串聯(lián)通道水冷散熱器的建模與優(yōu)化.pdf

1、隨著電子設(shè)備朝著高功率密度和高集成度的方向發(fā)展，使得其熱流密度不斷地增加。因此，有效的散熱技術(shù)是保證電子設(shè)備可靠性和有效運(yùn)行的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的散熱方式風(fēng)冷，已經(jīng)逐漸不能滿足這種高熱流密度的要求，而水冷散熱器因?yàn)槠涓邔?duì)流換熱系數(shù)和高效率被廣泛地研究。而水冷散熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于其性能有很大的影響。所以，水冷散熱器的熱分析、理論建模和優(yōu)化，對(duì)于設(shè)計(jì)散熱器和提高散熱器的散熱性能有非常重要的意義。
　　本文針對(duì)串聯(lián)通道水冷散熱器，建立其熱阻網(wǎng)絡(luò)

2、模型，并分析了串聯(lián)通道中的散熱情況。將整個(gè)散熱器劃分為多個(gè)單元，然后對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行細(xì)致的熱阻網(wǎng)絡(luò)建模，再通過焓變熱阻將各個(gè)單元連接起來。這樣可以預(yù)測散熱器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度，并且可以表示散熱器底面的溫度分布情況。同時(shí)建立了串聯(lián)通道的壓力損失理論模型，能夠計(jì)算出總壓力損失和每個(gè)通道內(nèi)的壓力分布情況。
　　為了能夠精確的計(jì)算彎管造成的壓力損失，本文使用仿真方法仔細(xì)分析彎管處的流動(dòng)，并使用CFD仿真軟件，進(jìn)行大量的仿真計(jì)算得到了彎管壓力損

3、失系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式在雷諾數(shù)為1000到2200的范圍內(nèi)適用，擴(kuò)大了以前經(jīng)驗(yàn)公式的參數(shù)范圍。
　　通過數(shù)值仿真方法，驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確性。將理論模型的散熱性能和壓力損失情況在不同的雷諾數(shù)和不同通道參數(shù)情況下與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)理論模型與仿真結(jié)果有很好的吻合度，說明理論模型能夠很準(zhǔn)確的預(yù)測串聯(lián)通道水冷散熱器的散熱能力和壓力分布情況。
　　最后，通過使用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)串聯(lián)通道水冷散熱器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)置散熱器