高效散热：针对单/多热点热源的微通道散热器设计与优化

随着微电子技术的飞速发展和制造工艺的不断进步，芯片的性能和热流密度不断提高，甚至可达每平方厘米1000瓦的高温度。传统的强制对流冷却已经无法满足散热需求，而微通道散热器由于其换热能力强和结构紧凑等优点，成为了一个广泛应用的散热方案。但是，在芯片中心区域，热通量通常是背景区域的数倍，传统微通道散热器的散热效果在热点热源条件下会导致热点区域过热和背景区域过冷，使得热源面温度分布不均匀。

为了解决这个问题，本文针对单/多热点热源条件，分别设计了微通道散热器。对于单热点热源条件，我们设计了一种中间入口混合式微通道散热器（IM-HM），并通过数值分析方法对比了其与传统矩形微通道散热器（RM）在入口平均压力损耗、热源面最高温度和温差等重要热力性能参数的区别。针对多热点热源条件，我们设计了一种热点靶向冷却歧管式微通道散热器（HT-MMCHS），并通过数值分析方法与传统歧管式微通道散热器、歧管针鳍散热器和歧管针鳍-微通道混合散热器进行了热力性能对比。此外，我们还使用代理模型来预测微通道散热器在不同热源和结构条件下的热源面温度分布、压力损耗、最高温度和温差，并通过优化算法对微通道散热器的结构参数进行优化。通过二次开发和脚本语言，我们大幅缩减了实验设计和仿真计算所需的时间和人力。

关键词：强化换热、微通道散热器、针鳍、混合式微通道散热器、热点热管理。