Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/2629
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dc.contributor.advisor莊書豪zh_TW
dc.contributor.advisorShu-Hao Chuangen_US
dc.contributor.author林益弘zh_TW
dc.contributor.authorLin, Yih-Horngen_US
dc.date2004zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-05T11:43:39Z-
dc.date.available2014-06-05T11:43:39Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/2629-
dc.description.abstract分離式散熱器(Remote Heat Exchanger,RHE)散熱模組的優點是其散熱鰭片與風扇位置的擺設可與CPU的位置無關。因此,CPU和RHE散熱模組的位置可分開置放,故在設計上可具有相當大彈性空間,其更符合現代電子產品傾向輕、薄、短小、功能強大的目標。本文以準系統電腦為分析模型,先考慮對準系統電腦RHE散熱模組作設計與改良。接著採用計算流體力學(CFD)技術作系統散熱流場模擬與分析,並配合田口法,以找出最佳RHE散熱模組的結構。為了增加RHE冷凝端的散熱面積方式來降低CPU的溫度,本文所考慮的參數為熱管位置、散熱小鰭片的排列方式、尺寸大小、厚度。 改良後的RHE散熱效率比P4(Pentium 4) RHE可提升6.36%。當熱管往前移及中間靠後,因可增加熱擴散區域及增加熱管間的空氣流量,因此可提高散熱鰭片的熱對流效應,間接的降低CPU溫度。 增加散熱小鰭片於RHE散熱模組中,改良後的RHE其最佳散熱效率比P4 RHE可提高8.75%。當RHE散熱模組為X型排列方式、尺寸大小16mm、及厚度0.3mm的組合時,因此種組合可增加散熱面積,且同時不會增加散熱鰭片間的空氣阻抗,其CPU的溫度可降至最低。zh_TW
dc.description.abstractThe advantage of heat dissipation module of Remote Heat Exchanger (RHE) is that the setting of the module's fin and the fan position can not have relation to do with the position of CPU. Because the positions of CPU and the heat dissipation module of RHE can be put separately so that it has more space in designing. Therefore, it is subjected to the light , thin , short and small, and powerful goal of the modern electronic. This thesis was first to consider the design and improvement heat dissipation module of RHE of barebones computer. Then the CFD technology was used to do the simulation and analysis of heat dissipation of the system, and utilized the Taguchi method to find the best heat dissipation module of RHE. The parameters of this study are the position of heat pipe, and the permutation way, size, and thickness of heat dissipation of the little fin. The thermal efficiency of RHE was better than P4 (Pentium 4) at 6.36%. Because the air flow area of heat pipe and the thermal diffusion area are increased when the location of heat pipe is moved to forward and middle place. Further, the convective effects of dissipation fin is increased and the temperature of CPU is decreased when the conditions are as the improved RHE. The dissipation efficiency of the improved RHE in this study was increased at 8.75% than the P4 RHE when the little fin was added. The temperature of CPU is lowest when the type of RHE modules is X-type, and the size at 16mm, thickness at 0.3mm of the little fin because this case can prompt the area of dissipation and air flow.en_US
dc.description.tableofcontents目 錄 中 文 摘 要 I 英 文 摘 要 II 目 錄 IV 表 目 錄 VIII 圖 目 錄 IX 符 號 說 明 XIV 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 研究目的與動機 7 第二章 熱管技術理論 9 2.1 熱管發展概述 9 2.2 熱管的特性 10 2.3 熱管的構造與作動原理 10 2.4 熱管性能之限制 12 2.4.1 毛細界限(Capillary Limitation) 12 2.4.2 飛散界線(Entranment Limitation) 13 2.4.3 沸騰界限(Boiling Limitation) 13 2.4.4 音速界限(Sonic Limitation) 13 2.4.5 黏性界限(Viscous Limitation) 13 2.5 熱管的使用與應用 14 第三章 數值方法 16 3.1 基本假設 16 3.2 網格系統 17 3.3 有限體積法 18 3.3.1網格單元命名 19 3.4 求解方法 22 3.5 紊流模式 23 3.6 收斂條件 25 3.7 數值模擬流程 26 3.7.1 前處理 26 3.7.2 求解 26 3.7.3 後處理 26 第四章 研究方法 28 第五章 物理模型建構 29 5.1 物理模型建構 29 5.2 RHE散熱模組之設計與改良 30 5.3 直交表的建立 30 第六章 結果與討論 33 6.1 網格測試 34 6.2 模擬結果與量測數據比較 34 6.3 RHE設計與改良結果之分析 35 6.3.1 P4 RHE溫度場與流場之分析 35 6.3.2 改良後RHE溫度場與流場之分析 36 6.3.3 改良後RHE對紐賽數的影響 37 6.4 增加散熱小鰭片結果分析 39 6.4.1 變異數分析 39 6.4.2 最佳RHE散熱結構組合溫度場與流場之分析 40 6.4.3 最佳RHE散熱結構組合對紐賽數的影響 42 第七章 結論與建議 44 7.1 結論 44 7.2 建議 45 參 考 文 獻 46 附錄A 田口實驗計畫法【23】【24】 79 A.1 直交表 81 A.2 因子水準效果 83 A.3 變異數分析 85 A.4 田口法實驗步驟 87 附錄B 紐賽數的計算 88 附錄C 九個模型散熱鰭片第15片溫度場分佈 89 附錄D 九個模型散熱鰭片第31片溫度場分佈 92 誌 謝 95 表 目 錄 表5-1 系統各元件發熱功率 49 表5­2 空氣之熱傳性質 49 表5­3 模擬設計與規劃 50 表5­4 直交表 50 表6-1 模擬結果與實驗量測數據之比較 51 表6-2 改良後RHE模擬結果與P4 RHE之比較 51 表6-3 結果回應表 52 表6-4 變異數分析表 52 表6-5 三種模型模擬結果之比較 53 表A­1 L9(34)直交表 82 表A­2 變異數分析表 86 圖 目 錄 圖1­1 電子零件故障的主因【1】 54 圖2­1 常見的熱管毛細結構【12】 54 圖2­2 熱管作動原理示意圖【15】 55 圖2­3 蒸發端與冷凝端之液面【14】 55 圖2­4 熱管工作流體之工作溫度範圍【12】 56 圖2­5 筆記型電腦RHE【16】 56 圖2­6 準系統電腦RHE【17】 57 圖3­1 系統上視網格鋪設圖 57 圖3­2 系統前視網格鋪設圖 58 圖3­3 系統側視網格鋪設圖 58 圖3­4 二維交錯式網格系統示意圖【18】 59 圖3­5 網格內速度向量示意圖【18】 59 圖3­6 一維X方向均勻網格示意圖【18】 59 圖3­7 網格單元之體積分【18】 60 圖3­8 數值模擬流程圖 61 圖5-1 物理模型示意圖 62 圖5-2 P4 RHE 63 圖5-3 改良後RHE 63 圖5­4 梯型上視圖 64 圖5­5 梯型前視圖 64 圖5­6 一字型上視圖 65 圖5­7 一字型前視圖 65 圖5­8 X型上視圖 66 圖5­9 X型前視圖 66 圖6-1 散熱鰭片位置前視網格鋪設圖 67 圖6-2 散熱鰭片位置上視網格鋪設圖 67 圖6-3 散熱鰭片位置側視網格鋪設圖 68 圖6-4 系統網格數與溫度相關性之比較 69 圖6-5 P4 RHE散熱鰭片Y=92.2mm流場分佈圖 69 圖6-6 P4 RHE散熱鰭片Y=121mm流場分佈圖 70 圖6-7 P4 RHE散熱鰭片Y=92.2mm溫度場分佈圖 70 圖6-8 P4 RHE散熱鰭片Y=121mm溫度場分佈圖 71 圖6-9 改良後RHE散熱鰭片Y=92.2mm流場分佈圖 71 圖6-10 改良後RHE散熱鰭片Y=121mm流場分佈圖 72 圖6-11 改良後RHE散熱鰭片Y=92.2mm溫度場分佈圖 72 圖6-12 改良後RHE散熱鰭片Y=121mm溫度場分佈圖 73 圖6-13 第15片散熱鰭片平均紐賽數分佈圖 73 圖6-14 第31片散熱鰭片平均紐賽數分佈圖 74 圖6-15 因子水準之回應圖 74 圖6-16 RHE增加散熱小鰭片X=92mm側視流場分佈圖 75 圖6-17 RHE增加散熱小鰭片Y=92.2mm流場分佈圖 75 圖6-18 RHE增加散熱小鰭片Y=121mm流場分佈圖 76 圖6-19 RHE增加散熱小鰭片X=92mm側視溫度場分佈圖 76 圖6-20 RHE增加散熱小鰭片Y=92.2mm溫度場分佈圖 77 圖6-21 RHE增加散熱小鰭片Y=121mm溫度場分佈圖 77 圖6-22 第15片散熱鰭片平均紐賽數分佈圖 78 圖6-23 第31片散熱鰭片平均紐賽數分佈圖 78 圖A­1 參數圖【23】 80 圖A­2 S/N回應圖 84 圖C-1 模型1溫度場分佈圖 89 圖C-2 模型2溫度場分佈圖 89 圖C-3 模型3溫度場分佈圖 89 圖C-4 模型4溫度場分佈圖 90 圖C-5 模型5溫度場分佈圖 90 圖C-6 模型6溫度場分佈圖 90 圖C-7 模型7溫度場分佈圖 91 圖C-8 模型8溫度場分佈圖 91 圖C-9 模型9溫度場分佈圖 91 圖D-1 模型1溫度場分佈圖 92 圖D-2 模型2溫度場分佈圖 92 圖D-3 模型3溫度場分佈圖 92 圖D-4 模型4溫度場分佈圖 93 圖D-5 模型5溫度場分佈圖 93 圖D-6 模型6溫度場分佈圖 93 圖D-7 模型7溫度場分佈圖 94 圖D-8 模型8溫度場分佈圖 94 圖D-9 模型9溫度場分佈圖 94zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher機械工程學系zh_TW
dc.subjectRHEen_US
dc.subject分離式散熱器zh_TW
dc.subjectbarebones computeren_US
dc.subjectTaguchi methoden_US
dc.subjectCFDen_US
dc.subjectheat dissipationen_US
dc.subjectfinen_US
dc.subject準系統電腦zh_TW
dc.subject田口法zh_TW
dc.subject計算流體力學zh_TW
dc.subject散熱zh_TW
dc.subject鰭片zh_TW
dc.title準系統電腦散熱流場模擬與分析zh_TW
dc.titleThe Simulation and Analysis of Heat Dissipation on Barebones Computeren_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
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