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芯片冷却用微通道散热结构热流耦合场数值研究
摘要
微通道散热结构作为目前最先进的芯片散热方式之一，近年来得到了广泛的应用。本文以芯片冷却用微通道散热结构的热流耦合场数值研究为研究对象，采用数值模拟的方法，对微通道散热结构的热流传递性能进行了深入研究。通过对微通道散热结构的模拟分析，得出了该结构的流场分布及温度场分布的变化规律，并分析了各种参数对结构热传导性能的影响。
关键词：微通道散热结构；热流传递性能；数值模拟；流场分布；温度场分布；参数影响。
引言
随着信息技术的飞速发展，芯片技术也不断向前。然而，随着芯片功率不断提升，其热耗散问题日益严重，因此研究芯片散热技术显得尤为重要。目前，微通道散热结构被广泛应用于高性能计算机、光通信设备等各种领域。其具有热阻小、换热效率高、温度分布均匀等优点。因此，对该结构进行深入研究，以进一步提高其热传导性能，具有重要的理论和实际意义。
研究方法
本文采用了数值模拟的方法，对微通道散热结构的热流传递性能进行了研究。首先，建立微通道散热结构的数学模型，采用有限元法和有限体积法相结合的方法，对该结构的流场和温度场分布进行了计算。通过对计算结果的分析，得出了微通道散热结构的热传导性能及各种参数对其性能的影响。
结果与分析
模拟结果表明，微通道散热结构的流场分布呈现强烈的旋涡结构，随着流量的增大，涡流强度逐渐增大，流速也逐渐增大。当流道宽度小于一定值时，涡流强度增加，流速降低，热传导性能得到了显著的提高。同时，微通道散热结构的温度场分布呈现出温度分布均匀、温度梯度小的优点，能够有效地降低芯片温度。
此外，影响微通道散热结构热传导性能的因素较多，例如流量、流道宽度、微通道横向间距、流动速度等。在流量一定的情况下，微通道散热结构的热传导性能随着流道宽度和微通道横向间距的增大而减弱。同时，流动速度对热传导性能的影响比较显著，随着流动速度的增加，热传导性能也随之增强。
结论
本文采用数值模拟的方法，对芯片冷却用微通道散热结构的热流耦合场数值研究进行了深入探讨。通过对微通道散热结构的模拟分析，得出了该结构的流场分布和温度场分布的变化规律，并分析了各种参数对结构热传导性能的影响。研究表明，微通道散热结构能够显著地提高芯片散热效率，其进一步优化设计具有重要的理论和实际意义。