散热技术新突破！径向歧管流设计实现97%热增强，攻克芯片冷却难题

本文介绍了一种新型的径向歧管散热器设计，旨在解决传统微通道冷却系统的局限性。与传统的二维歧管布置不同，所提出的设计采用了同轴环形歧管，将冷却剂径向引导到同心微通道中。弯曲歧管设计通过先进的热和水力分析进行了优化，从而形成了一种配置，该配置不仅可以降低压降，还可以通过促进快速混合和减少芯片表面的热点来提高传热效率。本研究对径向歧管微通道散热器（RMMCHS）进行了全面的CFD研究，重点研究了歧管-喷嘴纵横比（α）、微通道纵横比（β）和歧管通道长度的影响。发现热点严重程度强烈依赖于α：降低α可以提高射流穿透力，使热边界层变薄，降低峰值壁温，当α从0.5降低到0.1时，β=4时观察到传热系数增加了7.5-13.2%。纵横比β控制着水力和热力性能，其中较高的β会提高h，但可能会留下残余均匀性损失，除非与α和集管长度共同优化。歧管长度被确定为一阶设计杠杆：较短的集管保持动量并提高h，而较长的集管增加损失并扩大热点。总体而言，RMMCHS在最佳情况下（α=0.1，β=4）实现了54-97%的热增强，突显了其在高热通量应用中的潜力。