伴随微电子机械的崛起，我们以日常生活中的手机举例。以 2004 年起至今 十余年，手机功率增加了五倍有余。而电子设备的发展现况表明：人们对微电子 机械设计的要求愈加严苛，这方面要求更高。传统散热器和平板试验这类技术已 经被时代所抛弃，于是大大削减了微电机械部件的可信度。对此，开发新的导热 结构和新型材料以突破微电子机械构造的散热问题是必然的。

20 世纪才开始热门的热设计技术--微通道换热技术，换热器的工程背景来 源：微通道换热这个课题出现在上上个世纪。高密度的电子器件的冷却年代和微 电子机械系统（MEMS）年代是起源。而上世纪 80 年代开始，美国学者塔克曼 和 Pease 第一次提到微通道热沉概念[2]；20 世纪 80 年代中期，Migliori 等人研发 出两流体换热的微通道换热器。微通道换热器显著表征:传热系数大、占用空间 小、材料耗损低三大特点，因此在高密度电子设备方面取得较大发展。不光是这 样，微信技术同时引发了产业。迫使传统工业制冷、车辆制冷、热水器等领 域加快研发创新，提升效率并减少排放技术。

微通道换热器是一种三维结构单元，它可以用于微电机械装置的传热，它由 金属或半导体固体材料制成，具有良好的传热系数，利用特殊的微加工技术。通 常，水的当量直径小于一毫米的热交换器称为微通道换热器。

1。2 课题研究的目的与意义

微通道换热器的数值模拟研究，相比于传统的基于实验的设计方法，基于计算机仿真的设计方法，不但可以避免大量重复的实验和原型机制作，有效的节省 实验成本和缩短设计周期；而且能够获得实体实验过程中所不易观察到的一些参 数，便于设计人员对换热器性能进行分析和改进优化。换热器模型是基于计算机 仿真设计方法的基础，其主要作用是在给定换热器参数的条件下预测换热器的性 能。

首先，在微通道的结构设计中，不仅要求微通道换热器的各个结构参数能随 不同设计的取用标准变更，而且微通道换热器是采用光刻电镀、准分子激光微细 加工技术、以及双光子聚合(TPP)加工技术等加工出来的微小元件[3]，采用计算 机 gambit 软件等建模软件建模能很有效率的建立不同结构参数的模型，而且比 实体建模精度高；从而大大的缩减了设计周期以及节省了实验成本。

其次，在微通道换热器的温度场、三维流场仿真过程中，利用计算机模拟仿 真能够更精确以及能够从多个热设计坐标参数来观察计算微通道换热器的换热 性能。不仅如此，因为微通道换热器是一种非常微小的元件，如果采用实体模型 来实验测试微通道换热器的流场，不仅技术上难以操作，而且存在的人工误差较 大，甚至出现错误。

1。3 微通道换热器数值模拟研究现状

1。3。1 国内研究现状

1。3。2 国外研究现状

1。4 本文主要研究内容

随着电子设备的微元化，电子设备的组装密度越来越高，电子设备的散热问 题也日益突出。如果不能有效地对电子设备进行散热，那么会使得电子设备的工 作可靠性有巨大的影响。微通道换热器作为一个新兴的散热装置，他具有结构紧 凑、换热效率高、耗材少等优点，在电子设备的散热中得到了广泛的应用。论文网

本文对一种用于芯片散热的微通道换热器进行数值模拟研究。在不影响微通 道换热器仿真模拟的情况下，针对文献提供的图纸对微通道换热器进行了结构简 化，使微通道换热器形成了一个简单但是完整的换热器系统；然后通过 gambit 软件建立微通道换热器三维模型，并对三维模型进行网格划分和边界条件的定 义；之后导入 Fluent 软件运用有限容积法对微通道换热器进行仿真模拟；详细分 析微通道换热器的仿真结果；对微通道换热器进行优化分析，在优化中得出一种 最佳的优化方案。