Numerical simulation and analytical optimization of microchannel heat sinks
Mikrokanal ısı alıcıların sayısal benzetimi ve analitik optimizasyonu
- Tez No: 269086
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TUBA OKUTUCU ÖZYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Bu çalışmanın iki ana amacı vardır: Bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği modeli kullanılarak var olan mikrokanal ısı alıcılarının performans değerlendirmesi; toplam ısıl direnci en aza indirerek çeşitli ısı alıcılarının boyutsal optimizasyonu.Analizler geometrik modelleme GAMBIT yazılımı ile yapılır iken ısıl analiz FLUENT ile gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen model literatürdeki benzer çalışmalar ile çok iyi bir uyum göstermiştir. Bu model ile, sabit pompa gücünde, alt tabaka sıcaklığını 85°C nin altında tutarak sisteme ne kadar ısı verilebileceğini anlamak için sekiz farklı metal-polimer ısı alıcı incelenmiştir.Hedef fonksiyon, toplam ısıl direnç olarak alınmış, bahsedilen metal-polimer ve daha geleneksel silikon ısı alıcılar için optimum geometriler elde edilmiştir. Optimizasyon sonuçları literatürdekiler ile çok iyi örtüşmüştür.Optimizasyon çalışmasında, referans işlemci olarak 130 W ısı yaydığı tespit edilen ve 1.891 cm × 1.44 cm çekirdek ölçülerine sahip ?Intel Core i7-900 Masaüstü Bilgisayar işlemcisi ele alınmıştır. Bu işlemciyi soğutma amacıyla, çeşitli bakır ve silikon mikrokanal ısı alıcılar üzerinde boyutsal optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir.Bu çalışma, kullanılan akışkanın ısıl özelliklerini, şu ana kadar rastlanan analitik optimizasyon çalışmalarının aksine akışkan giriş sıcaklığında değil, giriş ve iterasyonla hesaplanan çıkış sıcaklıklarının alan ağırlıklı ortalamasında hesaplayarak literatüre bir katkıda bulunmuştur. Bunun yanında, ısıl ve hidrodinamik giriş bölgelerinin ısı transferi ve akışa etkileri de incelenerek literatürdeki benzer analitik optimizasyon çalışmalarından farklı özellikte bir çalışma ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
This study has two main objectives: The performance evaluation of existing microchannel heat sinks using a CFD model, and the dimensional optimization of various heat sinks by minimizing the total thermal resistance.For the analyses, the geometric modeling is performed using the software GAMBIT while the thermal analysis is performed with FLUENT. The developed model compares very well with those available in the literature. Eight different metal-polymer microchannel heat sinks are analyzed using the model to find out how much heat could be provided to the systems while keeping the substrate temperatures below 85°C under a constant pumping power requirement.Taking the objective function as the total thermal resistance, the optimum geometries have been obtained for the mentioned metal-polymer heat sinks as well as more conventional silicon ones. The results of the optimization code agreed very well with available ones in the literature.In the optimization study, the Intel Core i7-900 Desktop Processor Extreme Edition Series is considered as a reference processor which is reported to dissipate 130 W of heat and to have chip core dimensions of 1.891 cm × 1.44 cm. A dimensional optimization study has been performed for various copper and silicon microchannel heat sinks to cool down this processor.To the best of the author?s knowledge, this study contributes to the literature in that, as opposed to the available analytical microchannel optimization studies considering constant thermophysical properties at the fluid inlet temperature, the properties are evaluated at the area weighted average of the fluid inlet and iteratively calculated outlet temperatures. Moreover, the effects of the thermal and hydrodynamic entrance regions on heat transfer and flow are also investigated.
Benzer Tezler
- Kent içi yollarda hız kesici platform ve tümsek profillerinin sürüş konforu üzerindeki etkilerinin arazi testleri, nümerik ve analitik modeller vasıtasıyla belirlenmesi
Determination of the effect of speed hump and bump profiles on urban roads in terms of ride comfort via field tests, numerical model and analytical model
ERTUĞRUL BİLGİN
Doktora
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH HİLMİ LAV
- Nemli havadaki su buharı yoğuşmasının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of water vapour condensation from humid air
CİHAT GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FERİDUN ÖZGÜÇ
- Improving machine tool design trough novel analytical and numeric methods
Başlık çevirisi yok
ESRA YÜKSEL
- Toprak kaynaklı ısı pompası ve tprak ısı değiştiricilerinin optimizasyonu ve geliştirilmesi
Ground source heat pump optimization and development of ground heat exchangers
HAKAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GALİP TEMİR
- Kulaklı pullukların kulak–toprak ilişkisinin numerik ve analitik yöntemler ile modellenmesi
Numerical and analytical modelling of soil-mouldboard interaction on mouldboard ploughs
İBRAHİM SAVRUKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
