混合微通道散热器：解决高功率密度芯片局部热点的有效方案

在本研究中，我们提出了一种混合微通道散热器，它由81个针形散热片和38个微通道组成，入口位于中心，出口位于两侧，旨在缓解局部热点问题。我们对进口角倒角、微通道高度和雷诺数等参数对最大温度、压降和温差的影响进行了研究。通过3D CFD分析，我们得出以下结论：

首先，我们发现IH-HM散热器能够显著降低不同雷诺数下的泵送功率。在雷诺数为200时，IH-HM微通道散热器的压降分别比雷诺数为1000和200时的常规矩形微通道散热器低4.4%和51.8%。

其次，IH-MH混合微通道散热器设计有助于在整个研究Re范围（200~1000）内降低热源表面的温度不均匀性。IH-MH热沉中热源表面的温差仅为10.9K和10.7K，与雷诺数分别为200和1000的RM热沉相比，分别低3.8和2.9倍。

此外，我们还发现在入口拐角处添加倒角可以有效降低压力损失，但对IH-MH散热器的散热性能影响最小。在IH-MH散热器中，500μm的入口倒角可以在1500μm的微通道高度下将压降降低高达63.4%。

另外，随着微通道高度的增加，最大温度和温差略有改善，但IH-MH散热器的压降显著降低。通过增加微通道高度，我们可以在优化的IH-MH热沉中将压力损失降低高达72.3%。

最后，我们的优化IH-MH散热器在能效方面具有突出优势。在雷诺数为1000时，仅需RM散热器能耗的1.6%即可实现相同的冷却效果。

综上所述，本研究中提出的IM-HM热沉对于单热点高功率密度芯片具有特殊优势，但该设计策略可以很容易地扩展到多核热点芯片，这也是我们研究的下一步。