1、 毕业设计论文 姓 名： 学 号： 08 学 院： 能源与动力工程学院 专 业： 热能与动力工程 题 目： 狭小空间散热元件结构优化研究 2012 年 6 月 摘 要 I 摘 要 随着计算机技术的发展，中央处理器（ CPU）的运算速度提高，芯片的发热量猛增到 70W-80W。在 2000 年，个人电脑使用的处理器的主频速度接近1GHz，散热量接近 50W，而在 2004 年主流处理器的主频速度已超过了 3GHz，散热量接近 100W ，并且在双核心处理器的研发下大有翻倍之势。然而，人们对计算机内部空间紧凑性的设计要求，中央处理器（ CPU）的体积越来越小。高集成度 CPU 芯片的性能对温度十分
2、敏感，主要失效形式是热失效，散热情况的好坏将直接影响到计算机工作的稳定性，如果 CPU 的热量不能够及时合理地散出， CPU 的寿命将会缩短，引起 CPU 性能的 降低甚至损坏。 研究表明，随着温度的增加，其失效率呈指数增长趋势；当 CPU 工作温度降低 1 ，也将使失效率降低一个可观的量值；单个半导体（ CPU）元件的温度每升高 10 ，系统可靠性将降低 50 ，超过 55的电子设备的失效是由于温度过高引起的。温度过高或过低， CPU 不能稳定工作，性能会显著下降，从而也将影响到整个计算机系统的可靠运行。用 Intel 公司微处理器研究实验室负责人的话说，高频处理器产生的热量简直就是阻碍它发
3、展的一堵墙。为提高系统性能、增强其可靠性和维持 CPU 温度在合适范围内，关键因素是应用散热技术。我们需要采取适当的措施使集中在 CPU 中的热量及时地散发出去、降低其温度，保证它在正常运行的温度范围 内运行， 最高温度不得超过 85 。因此，对 CPU 的主要冷却器件散热片的研究有着重要意义。 风冷散热是现在最为常见且使用率最高也是最成熟的一种散热方式，这种散热方式简单、直接、性能可靠、技术成熟、成本最低，可以解决我们通常的散热需要，因而被普遍使用。风冷散热是目前给 CPU 散热的主要方式。 本文采用强迫空冷， 用 CFD 软件 Fluent 通过其前处理模块 Gambit 对所研究的模型进行建模，然后 将其导入 Fluent 中，在选择求解器以及确定边界条件后进行计算模拟，研究散热片的散热性能，对不同参数的等截面直肋 和三角肋 散热片的散热过程进行数值模拟研究，得到不同参数下的温度分布云图，通过分析不同的肋高、肋厚、肋间距对散热片散热性能的影响，最后确定了散热片的最佳形状与 参数 。 通过模拟研究发现 ： 模拟的最佳参数与理论 计算值一致，最佳散热片类型为肋高 30mm,肋厚 4mm，肋间距 6mm 的等截面直肋。 关键词： CPU；散热；肋片； 数值模拟
