矩形通道空芯冷板换热特性研究

摘要

该文通过实验和三维数值模拟方法研究电子设备冷却用矩形通道空芯冷板的换热特性,这方面的研究在中国尚处于起步阶段.我们对两块冷板实验件(内表面光滑与内表面带肋)就热流均匀分布与热流局部分布、不同空气流量的情况下进行了试验研究,然后采用三维通用形式N-S控制方程,建立适于工程应用的冷板三维流固耦合传热过程的数理模型.流场计算中,采用同位网格上的SIMPLER算法和低雷诺数κ-ε湍流模型,对流扩散项采用SMART格式离散;温度场计算中采用整场离散,整场求解.整个计算中采用SIP结合多重网格方法加速收敛速度,计算结果与试验结果比较表明该文数学模型和计算方法是可行的;数值计算程序通用性强,有较大的实用价值.

目录

文摘

英文文摘

符号表

第一章绪论

§1.1电子设备冷却技术的发展概况

§1.2当今电子设备冷却技术简介

§1.2.1散热器

§1.2.2热交换器与空调

§1.2.3涡旋管

§1.2.4冷板

§1.2.5温差制冷(半导体致冷)

§1.2.6热管

§1.3冷板研究简介

§1.4本文研究的主要内容

第二章试验原理与测量方法

§2.1冷板基本结构

§2.2实验装置与原理

§2.3实验测量方法

§2.3.1温度测量

§2.3.2流量及流阻测量

§2.3.3发热量测量

第三章试验结果与分析

§3.1实验数据处理

§3.2实验结果及分析

§3.2.1矩形通道空芯冷板的阻力特性

§3.2.2矩形通道空芯冷板的换热特性

§3.2.3矩形通道空芯冷板的上表面的温度分布

第四章矩形通道空芯冷板换热数值模拟

§4.1网格生成技术

§4.1.1TTM方法

§4.1.2 Thomas和Middlecoff法

§4.1.3 Hilgenstock法

§4.2控制方程

§4.3紊流模型

§4.4通用方程的离散形式

§4.5对流项离散格式

§4.6压力修正与速度修正

§4.7压力方程

§4.8数值方法

§4.8.1 SIP法

§4.8.2多重网格法

§4.8.3多重网格法在SIMPLER方法中的应用

§4.9光滑矩形通道内流场的数值模拟

§4.9.1边界条件

§4.9.2计算结果及分析

§4.10光滑矩形通道冷板换热数值模拟

§4.10.1边界条件

§4.10.2数值方法

§4.10.3附加源项法

§4.10.4计算结果及分析

§4.11冷板上表贴器件形成的温度场的数值模拟

§4.11.1计算结果及分析

第五章结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢