Development of Thermal Contact Resistance Prediction Formula Considering Details of Heat Transport Phenomena in Solid-Solid Contact Surface

考虑固-固接触表面传热现象细节的热接触热阻预测公式的开发

基本信息

批准号：
22K03949
负责人：
畠山友行
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03949/
关键词：
接触熱抵抗予測式固体間熱輸送

项目摘要

本研究は、電子機器の高精度な温度予測のボトルネックになっている接触熱抵抗の予測式の開発と、予測式の開発のために必要な固体間接触面における熱輸送現象を解明するものである。具体的には、固体間接触面の単純モデル化を行い、コンピュータシミュレーション (熱伝導解析)と熱回路網法を用いて、接触面の熱輸送現象の詳細を考察し、最終的に接触熱抵抗を算出するための式を提案することを目的とする。本年度は、予測式開発のために必要な接触熱抵抗の実測値の計測と、コンピュータシミュレーションを用いて固体間接触面の単純モデル化のための単位セルモデルの大きさ及び解析条件の決定方法の検討を行った。接触熱抵抗の計測においては、計測装置の不確かさの検討を十分に行い、接触熱抵抗を十分に計測できることを確認した上で、酸化しやすい純鉄と、酸化の影響を強く受けないと考えられるアルミニウムを対象に接触熱抵抗の計測を行った。その結果、本研究で採用している計測方法で接触熱抵抗が精度良く計測できること、酸化しやすい純鉄同士の接触面における接触熱抵抗においては、酸化被膜が接触熱抵抗の大きさに影響を与える可能性があることが明らかとなった。また、コンピュータシミュレーションを用いた単位セルモデルの検討においては、接触面における真実接触部の適切な要素分割の検討を行った上で、実際の接触面の模擬する単位セルモデルを作成するためには、接触面における接触率と接触圧力の関係を高精度に特定する必要があることが明らかとなるとともに、接触熱抵抗の予測式の開発には真実接触部における熱縮流が接触圧力によって変化する影響を考慮する必要があることが明らかとなった。

这项研究将开发一个用于接触热电阻的预测方程，这是用于电子设备的高精度温度预测的瓶颈，并阐明了预测方程开发所需的固态接触表面上的热传输现象。具体而言，目的是简单地对固态接触表面进行建模，并使用计算机模拟（热传导分析）和热网络方法来考虑接触表面上的热传输现象的细节，并提出一个方程式以最终计算接触热电阻。今年，我们测量了开发预测公式所需的实际测量接触热电阻，并检查了确定使用计算机模拟的固体对固体接触表面的简单建模的单位电池模型的大小和分析条件的方法。在测量接触热电阻时，对测量装置的不确定性进行了彻底检查，并确认可以充分测量接触热电阻后，在易于氧化的纯铁上测量了接触热电阻，并易于氧化，被认为会受到氧化的强烈影响。结果，已经揭示了可以使用本研究中使用的测量方法准确测量接触热电阻，并且氧化物膜可能会影响容易氧化的纯铁接触表面中接触热电阻的大小。此外，在使用计算机模拟研究单位细胞模型时，据透露，为了正确地分配真正接触表面上的真实接触部分的要素，以创建一个单位单元模型，以模拟实际接触表面，有必要准确地确定在接触表面上的接触率和触点的效果，并在触点上的触点范围内进行了预测的效果，并在触点上进行了预测，并需要在预测方面进行预测，并且需要进行预测的效果，并在预测方面进行预测，并且它是必要的，并且在预测方面进行了预测，并且它是必要的，并且是在预测的情况下进行的，它是必要的，并且是在预测的范围内，并且需要确定触点的范围，并且需要进行预测的效果，并且它是必要的，并且是在预测的范围内进行的，它是必要的。由于接触压力，接触部分。