本發明涉及芯片散熱領域,尤其涉及一種基于速度仿真的散熱齒設計方法。
背景技術:
1、隨著高性能計算芯片的集成度不斷提升,單位面積的熱耗功率急劇增加,對機箱內部的散熱系統提出了更高要求,現有的散熱齒設計通常采用均勻排布的固定結構,或者僅根據芯片尺寸進行簡單的幾何覆蓋。
2、然而,在實際應用中,由于機箱內部空間狹小且受風扇旋向、pcb板布件以及周邊元器件的干擾,芯片迎風面的流場往往呈現出高度的非均勻性,傳統的均勻散熱齒方案無法有效應對這種流速梯度的波動:流速較低的區域由于換熱系數不足,極易產生局部熱點,而流速較高的區域則可能因為散熱齒排布不當產生嚴重的壓力損失和紊流噪聲,難以滿足極端工況下的熱管理需求。
技術實現思路
1、本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的缺陷,本發明提出了一種基于速度仿真的散熱齒設計方法。
2、為解決上述技術問題,本發明提供如下技術方案:
3、第一方面,本發明提供了一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,包括:
4、建立芯片、風扇、pcb板、機箱的仿真模型,數值模擬計算整個機箱內部流體流動;
5、根據芯片迎風面尺寸,將芯片迎風面大的一邊定為a,芯片迎風面小的一邊定為b,在a上構建端面;
6、在端面上構建圓弧s,圓弧s經過端面的兩端,圓弧s半徑為r,圓弧s為弧形散熱齒的頂部端面;
7、過圓弧s的圓心,弧形半徑為r1,做圓弧s1,圓弧s1經過a的兩個端點ab,圓弧s1作為散熱齒的根部端面;
8、圓弧s和圓弧s1和弧形散熱齒的端面中間形成的區域為散熱區域;
9、沿著弧面s1,使用散熱齒將散熱區域均分成n段區域s11、s12、s13......s1n,除去s11和s1n,在弧面s1上構建出散熱齒陣列;
10、對散熱齒陣列進行速度仿真,根據速度仿真結果,比較每段均勻區域內部速度的最大變化值,根據速度的最大變化值確定每個散熱齒之間的距離,確定芯片散熱齒的結構。
11、優選的,所述端面的長度l和圓弧s的半徑r根據實際工況確定。
12、優選的,所述端面的長度l大于或等于a,圓弧s的半徑r大于或等于端面長度l。
13、優選的,所述散熱齒的齒厚為固定值。
14、優選的,所述速度的最大變化值。
15、優選的,將與設定的v1、v2、v3…vn進行對比,確定散熱齒之間的距離。
16、優選的,所述方法還包括根據散熱齒的密度確定端面的長度l。
17、優選的,對確定端面的長度l后的散熱齒進行速度仿真,根據每段均勻區域內部速度的變化值,根據速度變化值沿著芯片上表面拉伸或裁剪散熱齒,確定散熱齒結構。
18、第二方面,一種電子設備,包括:
19、存儲器和處理器;
20、所述存儲器用于存儲計算機可執行指令,所述處理器用于執行所述計算機可執行指令,該計算機可執行指令被處理器執行時實現所述基于速度仿真的散熱齒設計方法的步驟。
21、第三方面,一種計算機可讀存儲介質,其存儲有計算機可執行指令,該計算機可執行指令被處理器執行時實現所述基于速度仿真的散熱齒設計方法的步驟。
22、與現有技術相比,本發明的有益效果包括:通過數值模擬捕捉芯片迎風面的流速梯度,并依據速度最大變化值進行分級判定,實現了散熱齒密度的異構排布,在流速波動劇烈的區域通過縮小齒距壓榨流體邊界層,顯著提升了高動能區域的換熱通量,有效消除了芯片表面的溫升極值,通過改變迎風面的幾何投影面積與流體攻角,重新分配流量份額,確保了系統在極端高熱負荷工況下仍具備充足的散熱冗余。
1.一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,所述端面的長度l和圓弧s的半徑r根據實際工況確定。
3.根據權利要求2所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,所述端面的長度l大于或等于a,圓弧s的半徑r大于或等于端面長度l。
4.根據權利要求1所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,所述散熱齒的齒厚為固定值。
5.根據權利要求1所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,所述速度的最大變化值。
6.根據權利要求5所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,將與設定的v1、v2、v3…vn進行對比,確定散熱齒之間的距離。
7.根據權利要求3所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,所述方法還包括根據散熱齒的密度確定端面的長度l。
8.根據權利要求7所述的一種基于速度仿真的散熱齒設計方法,其特征在于,對確定端面的長度l后的散熱齒進行速度仿真,根據每段均勻區域內部速度的變化值,根據速度變化值沿著芯片上表面拉伸或裁剪散熱齒,確定散熱齒結構。
9.一種電子設備,包括:
10.一種計算機可讀存儲介質,其存儲有計算機可執行指令,該計算機可執行指令被處理器執行時實現權利要求1至8任意一項所述基于速度仿真的散熱齒設計方法的步驟。