高碳醇/膨胀石墨复合相变热沉多目标优化

摘要

为解决高温工作环境下电子芯片的发热问题,设计采用相变材料(PCM)的控温模块,建立相变材料的控温模块模型.相变材料选择高碳醇/膨胀石墨复合材料.借助FLUENT软件进行数值模拟,探究在相同加热功率下,加热面积对控温时间的影响.对控温模块的几何尺寸进行参数分析,将数值模拟结果用于训练人工神经网络,实现对控温时间的预测.根据芯片发热功耗、芯片尺寸,通过NGSA-Ⅱ多目标优化算法优化控温模块几何尺寸,延长控温时间,降低模块质量.最终得到一系列非支配解集,可根据控温时间需求选择合适的模块尺寸设计.针对长宽为35.4 mm、发热功率为15 W的芯片进行控温模块优化设计.环境温度为80°C,温控目标小于90°C,控温时间180 s,优化后模块减重13.0％,模块内温度与液相分布也更均匀.