西安电子科技大学蒋翔俊：电子芯片用弹性冷却器三维流热力力耦合数值模拟
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
51热度
Applied Thermal Engineering
Explore content
About the journal
Publish with us
Three-dimensional fluid-thermal–mechanical coupling numerical modeling of elastocaloric cooler for electronic chip
Dong X.; Jiang X.; Li P.; Mi Y.; Liu Q.
Published：2024-07-01
DOI：10.1016/j.applthermaleng.2024.123199
研究背景
随着电子元件集成的快速发展，电子电路的热设计面临着巨大挑战。如何有效地进行小尺度冷却和温度控制成为迫切需要解决的问题。在这个背景下，弹性相变冷却系统成为了一个有前途的解决方案。
研究内容
这项研究旨在基于形状记忆合金的弹性相变效应开发一种电子芯片冷却器。为了更准确地捕捉空间温度分布和冷却系统中错综复杂的流体流动混合过程，我们开发了一种新颖的三维弹性相变冷却数值模型，同时解决了现有数值模型在准确性和适用性方面的局限性。我们设计和评估了三种情况，分别变化于流量、循环频率和应变速率。我们提出了一个确定在固定流量和应变速率下最佳循环频率的标准：在系统稳定期间，使冷却开始线和冷却结束线之间的差异最小的频率。结果显示，在流量为0.5升/分钟，应变速率为0.45秒的情况下，最佳循环频率为1/2.6赫兹。与传统方法相比，我们定制设计的弹性相变冷却器使芯片的最高温度额外降低了16摄氏度。该系统实现了6.69瓦/克的特定冷却功率和1.55的性能系数。
研究意义
这项研究的创新之处在于提出了一种新型电子芯片冷却器，通过弹性相变效应实现了有效的小尺度冷却和温度控制。我们的三维数值模型克服了现有模型的局限性，为未来的电子电路热设计提供了新的思路和方法。这项研究成果对于提高电子设备的性能和稳定性具有重要意义。
学术热榜
查看全部
相关资讯
换一批