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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林奎良
研究生(外文):Kuei-Liang Lin
論文名稱:桌上型電腦主機散熱風扇最佳配置之研究
論文名稱(外文):Study of Optimal Configuration for Fan Cooling System of Desktop Computers
指導教授:李宗興李宗興引用關係
口試委員:黃瑞隆施陽正
口試日期:2012-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系碩士班
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:桌上型電腦散熱風扇最佳配置
外文關鍵詞:Desktop computerFan Cooling SystemOptimization
相關次數:
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目前一般桌上型電腦主機的設計有越來越小的趨勢,但中央處理器的時脈及發熱量也逐漸升高,因此電腦主機的散熱設計也變得越來越困難與重要。本文主要針對一般桌上型的電腦系統的散熱設計進行模擬及最佳化分析。將電腦系統位於前方、後方、及側邊的風扇為參數,設定吹出及吸入兩種不同的條件來模擬各種組合,探討各種參數組合情況下針對CPU的散熱能力加以評比及探討。本文使用熱流模擬軟體ANSYS FLUENT進行模擬分析。利用軟體將流場可視化及較不耗費成本之優點來模擬出各種風扇條件組合結果,觀察系統內部流場的狀況及探討各種組合對於CPU散熱的影響。由模擬結果發現,以前方風扇為吹出、後方風扇為吹入、側邊風扇為吹入之組合散熱效果最佳,CPU溫度與效果最差之組合偏低許多,系統內流場所產生的回流現象也較少。

Design of desktop computer has become more and more small, but the processor frequency comes faster and the heat is gradually increased. The thermal design of the desktop computer has become increasingly difficult and important. Optimization for system thermal design of the desktop computer is the primary research goal for this paper. Use the front fan, rear fan and side fan as a parameter, set to blow and the inhalation of two different conditions to simulate various combinations. And find the combination of various parameters for the CPU cooling capacity. This article uses the heat flow simulation software ANSYS FLUENT to simulate result. The flow field visualization and less expensive the cost advantages of using software to simulate the combined results of a variety of fan conditions, observe the status of the system of internal flow field and find the impact of various combinations of CPU cooling. According results found that previous side fan for blown the rear fan is blowing, the side of the cooling fan is blown into the combination of the CPU temperature is the effect of the worst combination of low many streams within the system places reflow phenomenon less.

中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 3
第二章 理論分析與數值方法 4
2.1 理論分析 4
2.1.1 熱傳遞 4
2.2 理論模式 4
2.2.1 統御方程式 5
2.2.2 紊流流場模式 6
2.3 數值方法 7
2.3.1 對流-擴散方程式之差分方式 7
2.3.2 壓力-速度偶合的關係處理 9
2.4 數值模擬計算步驟 13
第三章 實驗方法 14
3.1 實驗目的與電腦系統介紹 14
3.2 量測儀器與設備介紹 15
3.2.1 熱電偶線 16
3.2.1 溫度記錄器 17
3.2.2 恆溫恆濕試驗櫃 18
3.3 實驗步驟與量測 19
第四章 電腦系統模型與邊界條件 21
4.1 桌上型電腦系統模型 21
4.2 網格佈置 21
4.2.1 格點獨立測試 22
4.2.2 模型網格佈置 23
4.3 邊界條件設定 25
4.3 模擬參數設定 28
第五章 結果與討論 31
5.1 模式驗證 31
5.2 電腦系統模擬 33
5.2.1 組合A(後方風扇吹入、側邊風扇吹入、前方風扇吹出) 36
5.2.2 組合B(後方風扇吹出、側邊風扇吹入、前方風扇吹入) 38
5.2.3 組合C(後方風扇吹出、側邊風扇吹入、前方風扇吹出) 40
5.2.4 組合D(後方風扇吹入、側邊風扇吹出、前方風扇吹出) 42
5.2.5 組合E(後方風扇吹出、側邊風扇吹出、前方風扇吹入) 44
5.2.6 組合F(後方風扇吹入、側邊風扇吹出、前方風扇吹入) 46
5.3 溫度比較 48
5.3.1 模擬溫度比較 48
5.3.2 實際驗證結果 50
5.4 綜合比較 51
第六章 結論與建議 52


參考文獻 53


[1] G. Moore, "Moore''s Law " Intel Chairman Emeritus of the Board speaking of extending Moore''s Law at the International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), February 2003.
[2] T. Y. T. Lee, and M. Mahalingam, "Application of a CFD tool for system-level thermal simulation." IEEE transactions on components, packaging, and manufacturing technology. Part A 17(4): 564-571, 1994.
[3] 王啓川, "一些氣冷式散熱鰭片應用於電子散熱之基本觀念." 工業材料: 133-143, 2005.
[4] M. Turner, "All You Need to Know About Fans." Electronics Cooling Magazine, 1996.
[5] S. Shuler, "Thermal management: Understanding how to incorporate effective thermal strategies into overall portable electronic design for better performance." Materials and Design 21(1): 39-44, 2000.
[6] J. S. Chiang, S. H. Chuang, Y. K. Wu and H. J. Lee, "Numerical simulation of heat transfer in a desktop computer with heat-generating components." International Communications in Heat and Mass Transfer 32(1-2): 184-191, 2005.
[7] 王崇岳 "桌上型電腦散熱模組之參數分析." 中原大學機械系碩士學位論文, 2005.
[8] 陳致偉 "田口法在準系統電腦散熱設計之應用." 大同大學電機工程學系所學位論文, 大同大學. 碩士, 2006.
[9] 廖瑋智 "電腦的最佳散熱模式之效益分析." 成功大學工程科學系專班學位論文, 成功大學. 碩士, 2008.
[10] ANSYS 13.0, "ANSYS FLUENT User’s Guide." ANSYS Incorporated, 2010.


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