کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4993606 1458031 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Steady state and transient analytical modeling of non-uniform convective cooling of a microprocessor chip due to jet impingement
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی تحلیلی حالت پایدار و گذرا از خنک کننده کانوا غیر یکنواخت یک تراشه ریزپردازنده به علت جابجایی جت
کلمات کلیدی
خنک کننده جرثقیل مدیریت حرارتی، هدایت حرارتی، همرفت، روش های تحلیلی،
ترجمه چکیده
حذف حرارت از تراشه های میکروپروسسوری با چندین منطقه تولید گرمای پویا، یک چالش فناوری حیاتی است. افزایش دمای بیش از حد برای عملکرد و همچنین قابلیت اطمینان غیرممکن است. خنک کننده جت ضربه به طور گسترده ای به عنوان یک روش مدیریت حرارتی بالقوه به علت قابلیت خنک سازی موضعی و به صورت پویا پس از توزیع تولید گرما مورد بررسی قرار گرفته است. یک جت دارای ضریب انتقال گرمای کانوا محلی است که برای مدلهای نظری و همبستگی برای انواع سناریوها پیشنهاد شده است. با این وجود، کار زیاد برای استفاده از این اطلاعات برای تعیین توزیع درجه حرارت حاصل نمی شود. این مقاله به این نیاز با توسعه حالت های تحلیلی حالت پایدار و انتقال حرارت انتقال می پردازد که تنوع فضایی را در ضریب انتقال حرارت کنتراست و برای شار حرارت حرارتی غیرمجاز حساب می کند. این راه حل به صورت یک مجموعه بی نهایت مشتق می شود، ضرایب آن توسط حل معادلات جبری تعیین می شود. براساس مدل پیش بینی شده توسط مدل ها، با هماهنگی عالی با شبیه سازی های عنصر محدود، در حالی که ارائه زمان سریع تر محاسبات و ادغام آسان تر با ابزار طراحی و بهینه سازی عملکرد در میکروالکترونیک، پیش بینی می شود. مدل تحلیلی برای پیش بینی افزایش دما در چندین سناریو برای بررسی مشکلات بهینه سازی جالب مانند خنک کننده نقاط مختلف با یک جت، تعیین موقعیت مطلوب جت و غیره استفاده می شود. نتایج ارائه شده در اینجا می تواند طراحی حرارتی بهبود یافته و بهینه سازی عملکرد در زمان واقعی تراشه های میکروپروسسوری.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
مدل سازی تحلیلی حالت پایدار و گذرا از خنک کننده کانوا غیر یکنواخت یک تراشه ریزپردازنده به علت جابجایی جت
چکیده انگلیسی
Heat removal from microprocessor chips with multiple regions of dynamic heat generation remains a critical technological challenge. Excessive temperature rise is undesirable for performance as well as reliability. Jet impingement cooling has been widely investigated as a potential thermal management technique due to the capability of localized cooling and of dynamically following the heat generation distribution. A jet offers large local convective heat transfer coefficient, for which theoretical models and correlations have been proposed for a variety of scenarios. However, not much work exists on using this information to determine the resulting temperature distribution. This paper addresses this need by developing analytical steady state and transient heat transfer models that account for the spatial variation in convective heat transfer coefficient and for spatially non-uniform heat flux. The solution is derived in the form of an infinite series, the coefficients of which are determined by solving a set of algebraic equations. Temperature rise predicted by the models are found to be in excellent agreement with finite-element simulations, while offering faster computation time and easier integration with design and performance optimization tools used in microelectronics. The analytical model is used for predicting temperature rise in a variety of scenarios to examine interesting optimization problems such as the cooling of multiple hotspots with a single jet, determining the optimal location of a jet, etc. Results presented here may facilitate improved thermal design and real-time performance optimization of microprocessor chips.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 110, July 2017, Pages 768-777
نویسندگان
, , ,