基于遺傳算法的微通道熱沉優(yōu)化設計與工質選擇.pdf

1、微電子制造工業(yè)領域日新月異，集成化、大功率的芯片如雨后春筍般涌入電子元件市場。與此同時，芯片的發(fā)熱量亦與日俱增，傳統(tǒng)風冷技術頹勢盡顯。為了保持芯片技術更新?lián)Q代的步伐，液冷散熱技術應運而生。液冷熱沉集效率高與體積小兩大優(yōu)勢于一身，運行穩(wěn)定，安全可靠。本文研究了目前微通道散熱器領域認可度最高的平行直通道與分形流道兩種散熱器結構的優(yōu)化設計方法與流動傳熱特性，具體工作如下：
　　針對分形微通道熱沉的壓降進行了詳細分析，研究了初級流道分支數(shù)

2、量、流道總分支級數(shù)、各級流道長度以及分叉角度對分形流道熱沉流動特性的影響；然后以上述結構尺寸參數(shù)為設計變量，系統(tǒng)總壓降為目標函數(shù)，使用遺傳算法對分形微流道散熱器進行了壓降優(yōu)化設計。并使用數(shù)值模擬的方法對優(yōu)化結果進行了驗證。
　　使用數(shù)量級較大的對流換熱熱阻等效替代散熱器總熱阻，并以之為第一個目標函數(shù)；使用簡化后的系統(tǒng)壓降模型作為第二個目標函數(shù)；統(tǒng)一熱阻與壓降的數(shù)量級關系以構建統(tǒng)一目標函數(shù)；使用遺傳算法進行多目標優(yōu)化設計。最后通過數(shù)

3、值仿真對各權重分配下的優(yōu)化結果進行了驗證。
　　著重研究了比表面積對各權重組合下優(yōu)化熱沉冷卻性能的影響，發(fā)現(xiàn)比表面積與熱阻呈反相關關系。從而提出優(yōu)化熱沉比表面積同樣可以改善熱沉冷卻性能的思想。
　　針對型號為IntelCorei7-4790K的四核CPU處理器進行了散熱設計。考慮了擴散熱阻對總熱阻的影響，并將其加入熱阻網絡模型。使用遺傳算法對散熱器總熱阻進行了優(yōu)化設計，并通過仿真模擬驗證了熱阻網絡模型的準確性。最后詳細分析了