Geri Dön

Thermal modelling of cpus with heat sink:comparing fem software and object-oriented modelling tools

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  1. Tez No: 715260
  2. Yazar: Necati Mert Çelen
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALBERTO LEVA, PROF. DR. FEDERİCO TERRANEO
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Politecnico di Milano
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

Questa tesi riguarda la modellizzazione termica di un microprocessore e la sua struttura di dissipatore di calore. La modellizzazione termica dell'intera struttura `e realizzata con due approcci diversi, che sono il metodo degli elementi finiti (FEM) e il metodo dei volumi finiti (FVM). Il primo metodo `e implementato con l'uso di ANSYS che `e un software commerciale, mentre il secondo metodo `e implementato con l'uso dell'ambiente di codifica Modelica open source. Questi modelli sono creati con l'utilizzo di software e equazioni di calore pertinenti, per ottenere risultati simili con dati sperimentali sulla temperatura per i nuclei di microprocessore. Il confronto dei dati di temperatura ottenuti dalle simulazioni viene confrontato con i dati sperimentali. Tuttavia, la distribuzione della temperatura per il dissipatore di calore `e sperimentalmente sconosciuta, quindi i dati di distribuzione della temperatura ottenuti attraverso le simulazioni vengono confrontati tra loro. Dal punto di vista del controllo, l'utilizzo dell'ambiente di codifica Modelica `e sostanziale in quanto utilizza l'approccio FVM. Questo metodo richiede meno tempo e potenza computazionale, poich´e utilizza meno variabili di stato senza perdere la sua precisione. I dati di simulazione ottenuti possono essere considerati come un modello di impianto per la progettazione di un termoregolatore, pertanto `e importante disporre di un modello praticabile con meno variabili di stato. Inoltre, l'ambiente OpenModelica `e gratuito per uso pubblico e facilmente adattabile per modificare le dimensioni della struttura e le propriet`a del materiale.

Özet (Çeviri)

This thesis is concerned with thermal modelling of a microprocessor and its heat sink structure. Thermal modelling of the whole structure is made with two different approaches, which are Finite Element Method (FEM) and Finite Volume Method (FVM). The first method is implemented with the usage of ANSYS which is commercial software, while the second method is implemented with the usage of the open source Modelica coding environment. These models are created with the usage of relevant softwares and heat equations, to have similar results with experimental temperature data for microprocessor cores. Comparison of the temperature data obtained from the simulations are compared to the experimental data. However, the temperature distribution for the heat sink is experimentally unknown, thus, the temperature distribution data obtained through the simulations are compared to each other. From the point of view of control, the usage of the Modelica coding environment is substantial due to the fact that it uses the FVM approach. This method requires less computational power and time, because it utilizes less state variables without losing its precision. The obtained simulation data can be considered as a plant model for a temperature controller design, thus, it is important to have a viable model with less state variables. Additionally, the OpenModelica environment is free for public usage and easily adaptable for changing structure dimensions and material properties.

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