《電-微流體器件多尺度微通道脈動流動與傳熱特性研究》是依託電子科技大學,由徐尚龍擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電-微流體器件多尺度微通道脈動流動與傳熱特性研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐尚龍
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對電-微流體器件封裝體中的多尺度微通道傳熱傳質需求，開展了脈動流體作用下多尺度微通道流動傳熱數值模擬、結構最佳化及二維、三維多尺度微通道流動傳熱基礎理論與實驗研究，以實現多熱源器件的微通道液冷與可控散熱。通過製作三維微通道系統實驗模型，進行不同結構微通道脈動流動規律和強化傳熱機理的可視化實驗研究，建立脈動流作用下微通道二維、三維熱-流耦合傳熱模型和熱量輸運理論，並套用於多熱源電子器件熱設計，開發針對多熱源熱設計的軟體工具，旨在實現電-微流體封裝器件中多尺度流體高效熱質傳輸、局部微觀流動散熱與器件巨觀的散熱性能的統一，建立結構-溫度-流場三者的定量關係，形成新型微通道散熱器和多熱源器件熱控系統的理論基礎和關鍵技術。課題將熱流科學、機械學和MEMS理論結合，建立多尺度熱流科學的基礎，並將在微型發動機、航空航天電子設備、光電集成器件、微納電子機械系統、生物晶片等領域有直接的技術和套用價值。
結題摘要
針對電子器件向大功率、集成化和微型化發展，尤其多晶片器件和三維組裝技術的發展，所帶來的器件局部熱流密度急劇增加。通過研究多種分形變尺度、多層和分散式微通道內部流動與傳熱特性，採用SQP、遺傳算法進行多目標最佳化設計，採用數值模擬技術和實驗獲得多種工況下的散熱能力；分析了矽基分形微通道脈動流動與散熱特性，進行了理論和可視化實驗研究；對波壁管和波壁分形微通道內定常流和脈動流進行脈動特性和傳熱性能進行了理論和實驗研究，同時對其滑移邊界條件和非滑移邊界條件下的流動、傳熱特性進行數值模擬研究；研究了多層微通道在多熱源條件下的溫度場和散熱特性，多尺度微通道對局部熱點的數值模擬研究；對擴散傳熱和界面傳熱進行了典型熱模型的理論研究，獲得了相關數學模型。同時，針對計算機伺服器和LTCC電子器件進行了相關套用研究；開發了一套微通道設計仿真軟體系統。通過項目實施，為開發高效的微電子器件集成液冷系統、解決多熱源器件散熱問題提供了新理論、新方法。項目共發表論文13篇，其中一篇論文獲得優秀論文獎，6篇文章被SCI檢索（另有1篇錄用），申請與授權發明專利12項，並獲得了一定的成果轉化，編寫傳熱學教材一部，完成了項目任務的預期研究目標。
