Kylning av elektroniska komponenter med riktade strålar i ett korsflöde med hjälp av kylflänsar

   
Projektledare: Professor Bahram Moshfegh
Informationsansvarig: Dr hans Jonsson
Projektet stöds av: Högskolan i Gävle och KK-Stiftelsen

KK-stiftelsen logga


Introduktion

Till följd av den ständigt fortskridande miniatyriseringen av elektroniska komponenter och system ökar värmeutvecklingen per yt- eller volymenhet i dessa. Kylningen av elektronikkomponenter har därför blivit allt viktigare och är idag i många fall den begränsande faktorn för vidare prestandaökning inom elektronikindustrin. I ett typiskt elektroniskt system innehåller "Printed Circuit Board", PCB, en eller några få komponenter som avger mycket värme, exempelvis en processor, tillsammans med andra mer perifera lågförbrukande elektroniska komponenter. Sålunda måste den generella kylstrategin inte bara balansera den totala energiavgivande lasten, utan också beakta de "heta" komponenterna. I de flesta utrustningar är heta komponenter utrustade med kylflänsar. I detta förslag kommer vi att utforska den kombinerade användningen av forcerad luftströmning mellan PCB för att fördela den totala termiska lasten, och "punktkylning" med hjälp av riktade strålar på kylflänsar. Genom att bekämpa hela värmelasten med forcerad konvektion kommer häftiga flöden att krävas. Målet för detta projekt är att undersöka om specialdesignade kylsystem, till exempel punktkylning med riktade luftstrålar kan förbättra systemens termiska prestanda.  

Forskningsmetodiken består av översiktliga och detaljerade mätningar samt numeriska simuleringar. En kombination av traditionell punktmätnings- och ny heltfältsmätningsteknik kommer att användas för den experimentella undersökningen. Beroende på de synnerligen ickestationära flödesegenskaperna är värmeöverföringen av den riktade strålen kraftigt tidsberoende. Följaktligen kommer den ickestationära Reynolds Averaged Navier-Stokes (URANS) simuleringen och Large-Eddy-Simuleringen, LES, att användas för prediktering av ickestationära turbulenta flöden. De egenskaper hos "vortex" och "upwash" flöden som genereras av en riktad stråle i ett korsflöde kommer också att undersökas. Resultaten från detaljerade mätningar kommer att användas för kalibrering och validering av CFD-simuleringarna. Genom kombinationen av CFD-simulering och experiment kan vi få en grundlig förståelse av fysiken i denna komplexa strömning. Resultaten som presenteras i det föreslagna projektet är både detaljerade mätningar och simuleringar av områdenas tryck, temperatur, tredimensionella hastigheter och turbulenta egenskaper. Resultaten av CFD simuleringarna och mätningarna kommer också att användas för att utveckla enkla matematiska och flödesnätverks modeller.

Publicerad av: Liselotte Laurila Sidansvarig: Gunilla Mårtensson Sidan uppdaterades: 2013-11-25
Högskolan i Gävle
www.hig.se
Box 801 76 GÄVLE
026-64 85 00 (växel)