我国科学家开发出高保真模型，对下一代电子产品散热设计非常重要

中国粉体网讯  随着电子设备的功率和集成度提升，系统内部的功率密度越来越高，在设备运行过程中产生大量废热，电子器件对温度十分敏感，当工作温度过高时，会产生热应力，损坏相关组件的结构，又或是某些材料会因为高温熔断，导致器件本身出现破损。

在电子设备的热管理方案中，风冷和液冷是非常经典的散热冷却方式。一些电子设备运行时，局部发热量可达1000W/cm2以上，显著高于常压下沸水的热流密度，传统的风冷、液冷等方式无法满足散热需求，一定程度上限制了设备性能的提升。

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液冷中，两相传热方式由于拥有相变时带来的潜热优势，气－液相变传热可以在更小的液体流量条件下实现更高的散热性能。而对于两相传热来说，从液相变为气相包含蒸发和沸腾两个部分，蒸发是在液体表面相变，沸腾则是在液体内部相变。

基于以上研究，近年来出现了一种新型沸腾方式，即利用冷却液在热源表面形成的液膜沸腾，该法本身就已经是对沸腾过程的优化，达到高效散热目的，是目前国际上前沿的可实现超高热流密度散热的方式。

这种散热方法的高传热性能依赖于精致的表面设计。

然而，当前液膜沸腾的表面设计通常基于经验，缺乏理论指导。这是由于复杂的液-汽相变过程，涉及气泡和液膜的复杂动力学以及由此产生的传热。不同表面的纹理结构进一步增加了复杂性，使得散热能力的预测成为长期挑战，从而阻碍了最佳表面的开发。

据外媒报道，为了应对这一挑战，华中科技大学杨荣贵教授团队开发出高保真模型，来预测各种纹理表面上的液膜沸腾传热。相关研究结果发表于期刊《National Science Review》。

图片来源：期刊《National Science Review》

该模型不仅能够预测散热，还能够预测表面温度，可以预测通过不同相变模式（蒸发或沸腾）散发的热量。各种纹理表面的模型预测与实验数据非常吻合。新模型预计将指导新热管理表面的设计。这对于设计下一代电子产品的高性能冷却策略非常重要。

来源：盖世汽车网

（中国粉体网编辑整理/山川）

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