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超音速マイクロチャネルによる電子デバイスの高熱流束冷却技術の確立

利用超声速微通道建立电子设备高热流密度冷却技术

基本信息

批准号：
14J07353
负责人：
髙橋佑弥
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，気体の断熱膨張を利用した超音速マイクロチャネルによる流による省エネルギー型超高熱流束冷却システムの確立を目的としている．冷却対象は，近年，冷却能力の不足に伴う電力コスト増加が深刻な問題となっているデータセンターにおける集積回路などの小型電子デバイスである．本研究では，10MW/m2を超える超高熱流束冷却システムの実現を目指す．この目的の達成のために今年度は，より工業的に実現が容易なマイクロ超音速ノズル形状を目指し，圧延などによっても製作が可能な片バンプノズルを提案した．数値解析によるマイクロ超音速ノズル流の温度場の評価から，本研究で新たに提案した片バンプノズルは，昨年度提案したバンプノズルと比較して流動様相に相違あるものの，断熱膨張後の温度場は概ね同程度であり，マイクロチャネルヒートシンクとして有用であることを示した．また数値解析によってノズル下流のマイクロチャネル形状，及び最適なノズル幅の検討を行い，本研究で提案するマイクロチャネルヒートシンクにおいては，ノズル幅200μm程度で緩やかな拡がり勾配を有するマイクロチャネルが最適であることが明らかとなっている．さらに本年度は，これまでに得た数値解析，及び位相シフト光干渉計を用いたマイクロチャネル内超音速流に関する知見に基づき，10mm角及び高さ15mmの銅製のマイクロチャネルヒートシンクを作製し，冷却性能試験を実施した．また冷却性能試験に先立ち，OpenFOAMを用いた冷却性能評価手法を提案している．また実験条件は，これまでの数値解析と同様に上流0.7MPa，下流は大気開放とした．本冷却性能試験の結果，本研究で提案するマイクロチャネルヒートシンクは，空冷ながら1MW/m2を超える冷却性能を有することが明らかとなっている．

The purpose of this study is to use the supersonic wave to cool the ultra-high flow beam at the speed of supersonic flow. The cooling capacity is insufficient, and the cooling capacity is not good enough to cause serious problems. In this study, the 10MW/m2 ultra-high current beam cooling cycle has been used in this study, and the target target has been achieved. In the industry, it is easy to change the shape of the supersonic aircraft. in this study, a new proposal is proposed, which can be used to analyze the temperature field of the supersonic flow field. Last year, we proposed that the temperature change should be similar to each other, and that the temperature would be affected by the same degree of temperature. The temperature would be affected by the temperature. The temperature would be affected by the temperature. The temperature would be affected by the temperature and the temperature would be affected by the temperature. The temperature would be affected by the temperature, and the temperature would be affected by the temperature. It is useful to show that it is useful to show that it is useful. The number of data is used to analyze the shape of the device, and the size of the data. In this study, we proposed that the number of users in this study should be analyzed in terms of the number of figures obtained in the current year. Phase measurement and optical interference measurement are used to measure the supersonic flow in the air. The 10mm angle and the height of the 15mm are known to be different from each other. The cooling performance is affected by the cooling performance. The cooling performance is first established, and the OpenFOAM is used to propose a proposal for cooling performance. This cooling performance test is based on the results of this cooling performance test. In this study, it is proposed that the cooling performance of the 0.7MPa should be improved. The cooling performance of the air cooling system should be improved. The cooling performance of the air cooling system is different from that of the air cooling system.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Preliminary experiment of supersonic micro-channel gas flow visualization by using Interferometer

干涉仪超声速微通道气流可视化初步实验

DOI：
10.1299/jfst.2014jfst0069
发表时间：
2014
期刊：
Journal of Fluid Science and Technology
影响因子：
0.8
作者：
Yuya Takahashi;Junnosuke Okajima;Yuka Iga;Atsuki Komiya;and Shigenao Maruyama
通讯作者：
and Shigenao Maruyama

Density Measurement of Supersonic Air Flow inside a Bumped Micro-channel Using Interferometer

使用干涉仪测量凹凸微通道内的超音速气流密度