Mikroelektronik devre elemanlarının zorlanmış taşınımla soğutulmasının simülasyonu
Simulation of forced convection cooling of microelectronic circuit elements
- Tez No: 67679
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHİDDİN CAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yüzeye monte edilmiş blok ve bloklar, elektronik soğutma, akış ayrılması, yeniden birleşme uzunluğu/ sıcaklık dağılımı, laminer akış, türbülanslı akış, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, Akışkanlar, Elektronik devreler, Isı geçişi, Surface mounted block and blocks, electronics cooling, flow separation, reattachment length, temperature distribution, laminar flow, turbulent flow, computational fluid dynamics, Fluids, Electronic circuits, Heat transfer
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Bu tezde, iki paralel levhadan alttaki üzerine monte edilmiş ve mikroelektronik devre elemanlarını simüle eden blok ve bloklar üzerinden olan akış ve ısı transferi modellenmiş ve hız ve sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Tek blok durumunda akışkan sudur ve akış, sürekli, sıkıştırılamaz, iki boyutlu, laminer ve türbülanslı olarak kabul edilmiş olup analiz, laminer akış için kanal yüksekliğine göre tanımlanmış 500, 1000 ve 1500 Reynolds sayılarında, türbülanslı akış için ise 10000, 20000 ve 25000 Reynolds sayılarında yapılmıştır. Soğuk akış, sabit özellikli ve özelliklerin değiştiği sıcak akış durumları belirtilen Reynolds sayılarında incelenmiştir. Kanal girişinde hız profili düzgündür ve blok üzerinde laminer akış için 50°C, türbülanslı akış için 30°C sabit yüzey sıcaklığı kabul edilmiştir Çok blok durumunda akışkan havadır ve akış yine sürekli sıkıştırılmaz ve iki boyutlu kabul edilmiş olup, analiz kanal yüksekliğine göre tanımlanmış 750 ve 1500 Reynolds sayılarında laminer durum için yapılmıştır. Soğuk akış, sabit özellikli ve özelliklerin değiştiği sıcak akış ile kaldırma kuvveti etkilerinin dikkate alındığı sıcak akış durumlarının her biri belirtilen Reynols sayılarında analiz edilmiş olup kanal girişinde hız profili düzgün ve sıcak akış için blok yüzeyinde 50°C sabit yüzey sıcaklığı kabul edilmiştir. Laminer akış için bütün durumlarda Reynolds sayısının artmasıyla yeniden birleşme uzunluğu artmakta ve blok arkasındaki sıcaklık da daha arkalara doğru ulaşabilmektedir. Türbülanslı akışta, Reynolds sayısısının artmasıyla yeniden birleşme uzunluğu azalmakta ve 20000 Reynolds sayısından sonra yeniden birleşme uzunluğu değişmemektedir. Tek bloklu laminer akışta özellik değişimlerinin dikkate alındığı durumda yeniden birleşme uzunluğu sabit özellikli duruma göre daha kısa çıkmakta ve deneysel verilerle daha uyumlu gözükmektedir. Çok bloklu laminer durum için kaldırma kuvveti etkileri yeniden birleşme uzunluğunu arttırmasına rağmen özellik değişiminin tek blok durumundaki kadar etkili olduğu söylenemez. Ayrıca çok bloklu akışta blok üst yüzeyi üzerindeki ısı transfer katsayıları ve ısı akılan sunulmuş olup blok köşelerinde yüksek değerler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
SIMULATION OF FORCED CONVECTION COOLING OF MICROELECTRONIC CIRCUIT ELEMENTS ABSTRACT In this thesis, fluid flow and heat transfer over two dimensional block and blocks simulating microelectronic components are investigated and streamlines and temperature distribution are obtained. In the one block case, working fluid is water and steady, incompressible, 2-D laminar and turbulent flow are analyzed at Re=500, 1000, 1500 for laminar case and at Re=10000, 20000, and 25000 for the turbulent case. Reynolds number is based on parallel plate channel height. Cold flow, constant property and variable properly hot flows are computationally investigated by considering above Reynolds numbers. At the channel inlet, velocity and temperature profile are uniform and constant block surface temperature is assumed as 50°C for laminar case and 30°C for turbulent flow case. In the multiblock case, similar assumptions are also made and additionally bouyancy effect is included to the governing equations. Similar analysis is performed for Re=750 and 1500 by using air as working fluid. For laminar flow, reattachment length increases with increasing Reynolds number and temperature distribution reaches the longer distance from the block. For turbulent flow, reattachment length decreases with increasing Reynolds number and above a fixed value it is not influenced from Reynolds number increase. Reattachment length of variable property laminar flow is shorter than the constant property flow for one block arrangement. In the multiblock case, it seems that reattachment length is not affected by property variation, but bouyancy effect increases the reattachment length. In addition, heat transfer film coefficints and heat flux values for block surfaces are introduced.
Benzer Tezler
- Lehim/mikro topçuk teknolojileri için mikroelektronik test yapılarından daisy chain test yapısı
The daisy chain structure, a microelectronic test structure for solder/micro ball technology
AHMET ŞAMİL ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERİŞMİŞ
- ALÜMİNYUM/ELMAS METAL MATRİSLİ KOMPOZİTLERİN GAZ BASINÇLI İNFİLTRASYON YÖNTEMİ İLE ÜRETİMİ VE TERMAL ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ
FABRICATION OF ALUMINUM/DIAMOND METAL MATRIX COMPOSITE BY GAS PRESSURE INFILTRATION METHOD AND ENHANCEMENT OF THEIR THERMAL PROPERTIES
MUHAMMET EMİN KONDAKÇI
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- A cryogenic cmos low dropout regulator design for space applications
Uzay uygulamaları için kriyojenik cmos alçak gerilim düşümlü regülatör tasarımı
HALİL İBRAHİM KAYIHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN
- Alüminyum plaka yüzeyinin mikro ark oksidasyon yöntemiyle nano boyutlu ZrO2 tanecik hapsedilmiş Al2O3 kaplanması ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Coating of the nano-dimensional ZrO2 embedded Al2O3 layer with micro arc oxidation method on the aluminium plate and investigation of the dielectric properties of these layer
ONUR ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Fpga based reprogrammable motherboard & daughter board circuits design and applications
Fpga tabanlı tekrar programlanabilir ana & yardımcı devre kart tasarımı ve uygulamaları
MUHAMMET FURKAN İLASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAHİR ÇETİN AKINCI