台式计算机水冷散热系统优化研究

摘要

本文在综述了台式计算机散热系统国内外研究现状和总体发展趋势的基础上，采用实验研究和数值模拟相结合的方法，利用Fluent软件对几种不同CPU吸热盒内部三维流场和温度场进行了数值模拟，并据此选择出了最优吸热盒模型。利用隐函数和坐标变换，结合最优吸热盒模型数据和管路阻力实验数据，设计了水冷散热系统的循环泵。研究表明，优化的吸热盒模型流动阻力明显减小，换热量明显增加：设计的循环泵可满足克服管路阻力的要求，且容量适配。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1研究意义及背景

1.2国内外研究现状

1.3本课题的研究方法和研究内容

第二章 计算流体力学的基本理论与数值模拟方法

2.1计算流体力学概述

2.2数值模拟控制微分方程组

2.2.1连续性方程

2.2.2动量方程

2.2.3输运方程

2.2.4能量方程

2.3湍流流动模型

2.3.1湍流模型

2.3.2湍流模型的选择

2.4模型的求解及数值算法

2.4.1控制方程的离散方法

2.4.2离散格式的选择

2.4.3离散方程的求解

2.5网格生成技术

2.5.1网格类型

2.5.2网格特性

第三章CPU水冷散热系统实验研究

3.1实验台的布置

3.2水冷散热系统的测量及计算方法

3.2.1流量测量

3.2.2吸热盒进出口压差测量

3.2.3吸热盒进出口温度测量

3.3 CPU吸热盒换热和阻力特性实验

3.3.1实验数据

3.3.2实验结果分析

3.4增加北桥、显卡吸热盒后的换热和阻力特性实验

3.4.1管路布置

3.4.2实验数据

第四章CPU吸热盒优化设计及数值模拟

4.1 FLUENT和GAMBIT软件简介

4.1.1 GAMBIT简介

4.1.2 FLUENT结构

4.1.3用FLUENT程序求解问题的步骤

4.1.4边界条件

4.2实验CPU吸热盒模型数值计算及计算方法

4.2.1物理模型

4.2.2网格化分

4.2.3边界条件、计算方法和参数定义

4.2.4数值模拟结果与实验结果的对比分析

4.3 CPU吸热盒模型的优化设计

4.3.1物理模型

4.3.2优化模型边界条件

4.3.3优化模型数值模拟结果分析

4.3.4优化模型最佳工况点的选择

第五章 CPU水冷散热系统循环泵设计

5.1基本设计参数

5.2循环泵设计理论

5.2.1泵类型分类

5.2.2泵型式选择

5.2.3泵设计方法

5.2.4本文所用的设计方法

5.3循环泵设计

5.3.1经验参数的选取

5.3.2循环泵扬程的实算过程及计算结果

5.3.3叶片型线设计

5.3.4蜗壳型线设计

5.4循环泵结构图

第六章结论与展望

6.1本文主要成果

6.2后续工作展望

参考文献

致 谢

附 录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况