筆記本電腦CPU熱電制冷散熱器的數(shù)值模擬研究.pdf

1、當(dāng)前筆記本電腦CPU的散熱問題非常突出，即使是國際一線品牌，如聯(lián)想、索尼、惠普、富士通等，其筆記本產(chǎn)品在CPU使用率持續(xù)超過70％的情況下，也頻繁發(fā)生“死機”的現(xiàn)象。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)今CPU集成度越來越高，熱流密度日益增加的發(fā)展趨勢，以筆記本電腦用CPU高熱流密度負(fù)荷下的散熱冷卻技術(shù)為背景，提出了一種以熱電制冷系統(tǒng)為基礎(chǔ)的散熱器系統(tǒng)的構(gòu)想，并對熱電制冷散熱器系統(tǒng)進(jìn)行了熱分析和熱設(shè)計研究。 針對筆記本電腦和熱電制冷散

2、熱的特點，結(jié)合其散熱機理，設(shè)計了筆記本電腦CPU熱電制冷散熱器結(jié)構(gòu)。根據(jù)筆記本電腦CPU工作條件要求，對該散熱器的散熱性能進(jìn)行了分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文的研究工作主要包括以下幾個方面：從熱電制冷原理入手深入剖析了熱電制冷散熱器的制冷機理及工作特性；根據(jù)筆記本電腦的特點及其苛刻的散熱要求，將熱電制冷技術(shù)引入筆記本電腦的散熱設(shè)計當(dāng)中，提出兩種構(gòu)想，通過分析比較最終確定了一種較為理想的熱電制冷散熱器結(jié)構(gòu)型式；在針對熱電制冷性能的研究中選擇了一種目

3、前市場上較常見的熱電制冷器，分析了該熱電制冷器在最大制冷量工況、最大制冷系數(shù)工況和絕熱工況下的工作情況，并聯(lián)系實際應(yīng)用情況，重點對最大制冷系數(shù)工況和最大制冷量工況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究；運用計算流體動力學(xué)(CFD)軟件FLUENT對熱電制冷散熱器矩形平翅片的傳熱特性進(jìn)行了分析和數(shù)值模擬研究；結(jié)合熱電制冷在筆記本CPU散熱中的條件限制，有針對性的研究了在各種特定工況下散熱翅片的散熱性能，以及熱電制冷器的工作狀況；基于大量數(shù)值模擬結(jié)果，將熱電制

4、冷散熱器與普通熱管散熱器進(jìn)行了比較分析，得出結(jié)論：熱電制冷散熱器能夠在較低的風(fēng)速下，保持筆記本電腦CPU工作在一個較低的表面溫度狀態(tài)；根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，選擇合適的工況參數(shù)作為模擬的邊界條件，對熱電制冷散熱器所采用的矩形平翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計研究；運用電子熱分析軟件ICEPAK對CPU熱電制冷散熱器進(jìn)行仿真建模，以前文的模擬結(jié)論為基礎(chǔ)對熱電制冷散熱器系統(tǒng)進(jìn)行整體模擬，分析模擬結(jié)果并與之前的研究結(jié)論進(jìn)行比較，進(jìn)而驗證模擬方法的正確性和熱電