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1、第一章绪论毕业设计论文姓名：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III摘要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敏感，主要失效
2、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展
3、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
4、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IIIAbstractTitleStructureoptimizationresearchofNarrow
5、spacecoolingcomponentsAbstractWiththedevelopmentofcomputertechnology,centralprocessingunit(CPU)computingspeedofthechip'sheatsoaredto70W-80W.In2000,thepersonalcomputerusedbytheprocessorspeed,closeto1GHz,heatdissipationcloseto50W,whilethemainstreamin2004,processorspeed,morethan
6、a3GHz,heatdissipationcloseto100W,andindual-coreprocessorsdoublingofR&Dunderthegreattrend.However,itiscompactinternalspaceofthecomputer'sdesignrequirements,centralprocessingunit(CPU)getsmallerandsmaller.HighlyintegratedCPUchip,thepropertyisverysensitivetotemperature,themainfai
7、lureformofheatfailure,goodorbadcoolingconditionswilldirectlyaffectthestabilityofthecomputerwork,iftheCPU'sheatcannotshedatimelyandreasonablemanner,CPU'slifeexpectancywillbeshorten,causingreducinginCPUperformanceanddamage.Studieshaveshownthatasthetemperatureincreases,thefailur
8、erateofitsexponentialgrowths.AstheCPUworkingtemperaturedeclines1℃,it
