周賢福Chou, Shyan-Fu臺灣大學:機械工程學研究所李明軒Li, Ming-ShengMing-ShengLi2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282008U0001-2107200815114600http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187069近年來，CPU效能不斷上升，電腦的空間被壓縮的越來越小，發展體積小和高散熱效率的水冷散熱塊已變成一種趨勢。在王逸彬(2007)的論文中提到，水冷渦旋流道散熱塊的效率比市售大多數的散熱塊的效率好上許多，且體積較小。在論文的結論與建議的部分也提到未來可以減少渦旋腔數目，放大渦旋腔直徑，降低壓差，達到更好的效果。本研究延續王逸彬的研究，以數值模擬的方式，分析渦旋腔數目、渦旋腔直徑、基板厚度及熱源面積變化時對熱阻、總熱傳係數及入出水口壓差的影響。 本文首先回顧過去渦旋流道相關的研究論文，並解釋計算熱阻、總熱傳係數的公式和數值模擬相關的理論，接著說明數值模擬的過程及數值模擬的相關設定，跟著分析數值模擬的結果，探討四個變因對熱阻、總熱傳係數及壓差的影響。最後，選出一組較佳的設計作不同流量的深入探討。Recently, high-performance electronic devices generated more heat than former. Mini-channel liquid coolers should be studied, to dissipate heat generated by the high-power electronic devices. In Y.P. Wang’s thesis (2007), it is mentioned that the cold-plate with swirling structure has better heat transfer efficiency and smaller volume than most cold-plates sold in the market by using water as cooling-fluid. The conclusion and suggestion of the thesis instruct that it might lower the pressure drop and get better efficiency to reduce the number and increase the diameter of the swirling chambers. This research continues Y.P. Wang’s one to analyze the effect caused by changing the number of swirling chambers, the diameter of the swirling chambers, the thickness of the base, and the surface area of heat source. Firstly, this thesis reviews the papers about the swirling structure, and explains the correlative theories. Secondly, the thesis accounts for the calculation of the thermal resistance and overall heat transfer coefficient and also explain the theories about numerical simulation. The process and the setting of the numerical simulation are also explained, and then results of the numerical simulation are discussed. Finally, the best case is chosen to be deeply analyzed by using different flow rate.目錄文審定書………………………………………………………i謝………………………………………………………………ii要………………………………………………………………iiibstract…………………………………………………………iv一章 緒論 錯誤！尚未定義書纖。.1 前言 錯誤！尚未定義書纖。.2 研究背景與原理 錯誤！尚未定義書纖。.3 文獻回顧 3.4 研究目的 5.5 使用軟體簡介 5二章 研究理論基礎 7.1 熱阻Rtotal、總熱傳係數U和Nu 7.2 CFD數值求解方法 8.2.1統御方程式 8.2.2紊流模式 10.2.3離散化(Discretization) 12.2.4有限體積法(FVM) 12.2.5 SIMPLE Method 13.2.6 CFD分析步驟 14三章 FLUENT分析驗證 17.1流場模型的建立 17.2渦旋流道散熱塊之分析驗證 18.2.1建模 18 .2.2網格建立 20 3.2.3操作設定與邊界設定 21.2.4求解器(solver) 22四章 結果與討論 23.1 熱阻之模擬結果分析 23.1.1孔數對 的影響 23.1.2孔徑對 的影響 24.1.3基板厚度對 的影響 24.1.4熱源面積對 的影響 25.2總熱傳係數U之模擬結果分析 27.2.1 孔數對U值的影響 27.2.2 孔徑對U值的影響 27.2.3 基板厚度對U值的影響 28.2.4 熱源面積對U值的影響 28.3 壓差分析 29.4 5孔與7孔渦旋流道散熱塊之比較 30.4.1 流量變化對 之影響 31.4.2 流量變化對總熱傳係數U的影響 31五章 結論與建議 32.1 結論 32.2 建議與未來展望 33目錄1.1 柱狀鯺片流道 371.2 方型流道 371.3 渦旋流道散熱塊 38 圖1.4 7孔渦旋散熱塊(Swirling 7H)上板 381.5 7孔渦旋散熱塊(Swirling 7H)中間隔板 391.6 S. 7孔渦旋散熱塊(Swirling 7H)基座渦旋腔 391.7 Thermal take散熱塊 401.8具有渦旋產生器的散熱塊 401.9具有渦旋產生器的散熱塊 412.1 總熱交換面積示意圖 413.1 7孔渦旋流道示意圖 423.2 5孔渦旋流道示意圖 423.3 6孔渦旋流道示意圖 433.4渦旋流道散熱塊3D圖 433.5熱源面積1cm2 443.6熱源面積4cm2 443.7熱源面積9cm2 454.1基板厚度3mm、孔徑7mm 孔數對 的影響 454.2基板厚度3mm、熱源面積1cm2 孔數對 的影響 464.3孔徑6mm、熱源面積4cm2 孔數對 的影響 464.4孔數5、基板厚度4mm 孔徑對 的影響 474.5孔數7、基板厚度4mm 孔徑對 的影響 474.6孔數7、熱源面積1cm2 孔徑對 的影響 484.7基板厚度5mm、熱源面積9cm2 孔徑對 的影響 484.8孔數5、熱源面積1cm2 基板厚度對 的影響 494.9孔數5、熱源面積4平方公分 基板厚度對 的影響 494.10孔數6、孔徑6mm 基板厚度對 的影響 504.11孔數5、基板厚度3mm 熱源面積對 的影響 504.12孔數5、基板厚度5mm 熱源面積對 的影響 514.13孔數6、基板厚度3mm 熱源面積對 的影響 514.14孔數6、基板厚度4mm 熱源面積對 的影響 524.15孔數5、孔徑5mm 熱源面積對 的影響 524.16基板厚度4mm、孔徑7mm 孔數對U值的影響 534.17基板厚度4mm、孔徑5mm 孔數對U值的影響 534.18基板厚度5mm、熱源面積9cm2 孔數對U值的影響 544.19基板厚度5mm、熱源面積1 cm2 孔數對U值的影響 544.20孔數5、基板厚度3mm 孔徑對U值的影響 554.21孔數6、熱源面積9cm2 孔徑對U值的影響 554.22基板厚度4mm、熱源面積1cm2孔徑對U值的影響 564.23孔數6、熱源面積1 cm2 基板厚度對U值的影響 564.24孔數6、熱源面積4cm2 基板厚度對U值的影響 574.25孔數5、孔徑7mm 基板厚度對U值的影響 574.26孔數6、孔徑5mm 基板厚度對U值的影響 584.27孔徑6mm、熱源面積1cm2 基板厚度對U值的影響 584.28孔徑6、熱源面積9cm2 基板厚度對U的影響 594.29孔數7、孔徑7mm 熱源面積對U值的影響 594.30孔數7、基板厚度4mm 熱源面積對U的影響 604.31孔徑7mm、基板厚度4mm 熱源面積對U的影響 604.32孔數5、基板厚度3mm 孔徑對壓差的影響 614.33孔數5、基板厚度3mm 熱源面積對壓差的影響 614.34孔數5、基板厚度4mm 熱源面積對壓差的影響 624.35基板厚度3mm、孔徑6mm 孔數對壓差的影響 624.36基板厚度4mm、孔徑5mm 孔數對壓差的影響 634.37基板厚度5mm、孔徑7mm 孔數對壓差的影響 634.38渦旋流道散熱塊流場示意圖 644.39流量對熱點溫度的影響 644.40流量對熱阻的影響 654.41流量對總熱傳係數的影響 651161615 bytesapplication/pdfen-US水冷渦旋流道渦旋腔數目渦旋腔直徑基板厚度熱源面積water coolingswirling channelnumber of the swirling chambersdiameter of the swirling chambersthickness of the basesurface area of heat sourcethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187069/1/ntu-97-R95522104-1.pdf