压电风扇与散热器组合系统的散热性能及其改进
电力电子器件及其装置的散热结构优化研究共3篇
电力电子器件及其装置的散热结构优化研究共3篇电力电子器件及其装置的散热结构优化研究1电力电子器件及其装置的散热结构优化研究随着电力电子技术的进步和应用的广泛，电力电子器件在电力系统的使用越来越频繁。
在实际应用中，电力电子器件发热是不可避免的问题，通常需要进行散热处理，以保证器件的稳定、可靠运行。
散热结构的设计和优化是提高电力电子装置的散热性能和可靠性的重要手段。
本文将介绍电力电子器件及其装置的散热结构优化研究。
1. 电力电子器件的散热问题电力电子装置通常由多个电力电子器件组成。
由于电力电子器件在工作时会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，就会导致器件温度升高，甚至烧毁，从而使整个装置失效。
因此，在电力电子器件的设计和使用过程中，必须考虑散热问题。
电力电子器件一般有IGBT、MOSFET、二极管等，不同器件的散热方法也有所不同。
常用的散热方法有天然风冷却、强制风冷却、液冷却、热管散热等。
这些散热方法都需要设计合理的散热结构来实现。
2. 电力电子装置的散热结构电力电子装置的散热结构一般由散热器、风扇、散热片等组成。
其中，散热器是散热结构的核心组成部分，其散热性能的好坏直接影响整个装置的散热效果。
散热器的设计需要考虑多个因素，包括散热器的材料、结构、流体力学等。
常见的散热器材料有铝合金、铜等。
铝的价格相对较低，但其导热系数相对较低；铜的导热系数较高，但价格也较贵。
因此，在选择散热器材料时需要综合考虑成本和性能。
散热器的结构也需要进行优化，以提高散热效率。
一般来说，散热器的表面积越大，则散热效率越高。
同时，散热器内部的流体力学结构对散热效果也有较大影响。
风扇的作用是加速空气流动，降低散热器表面的温度。
设计风扇时需要考虑其噪音、功率等指标。
一般来说，风扇转速越高，则散热效果越好，但噪音也会相应增加。
在电力电子装置的实际应用中，通常会根据具体情况进行风扇参数的优化。
散热片的作用是将热量从电力电子器件传递到散热器上，因此其导热性能对散热效果至关重要。
散热器的性能研究及优化设计
散热器的性能研究及优化设计散热器是一种用来散发热量的设备，广泛应用于电子设备、汽车、工业设备等领域。
在高温环境下，散热器能有效地降低设备的温度，维持其正常运行。
散热器的性能研究和优化设计对于提高设备的可靠性、延长设备寿命具有重要意义。
首先，研究散热器的性能可以从材料选择和形状设计两个方面入手。
散热器的材料选择应考虑其导热性能、机械强度和耐腐蚀性。
在导热性能上，铜和铝是常用的散热器材料，可以提供较好的导热性能；而在机械强度和耐腐蚀性上，不锈钢是一个较好的选择。
形状设计上，增加散热器的表面积可以提高其散热能力，可以采用数种形式的片状散热器，如鰤鱼鳃状、凸起状等。
其次，优化散热器的设计可以从流路优化和翅片结构优化两个方面着手。
在流路优化上，要考虑流动的均匀性和速度。
为了保证流体在散热器内部能够均匀流动，可以在散热器内部设置流道，使流体能够充分接触到散热表面，提供更大的散热面积。
流体的速度也是影响散热效果的重要因素，应该避免流体速度过高或过低，以避免流动过慢导致散热效率低，或者流体速度过高导致压降过大。
在翅片结构优化上，可以通过改变翅片的形状、尺寸和排列方式，增大翅片的散热面积，提高散热器的散热能力。
此外，可以通过增加散热介质的流动性来提高散热器的性能。
传统的散热器一般使用空气作为散热介质，但空气的导热性能较差，且热容量小。
可以考虑使用液体介质，如液冷散热器中使用的水或制冷剂，其导热性能和热容量要好于空气。
此外，还可以采用换热器和风扇辅助散热的方法，进一步优化散热器的设计。
最后，对于散热器的性能研究和优化设计可以采用实验方法进行验证。
可以设计实验平台，测试不同材料、形状、流量等条件下的散热器性能，通过实验数据来验证理论模型的准确性，进一步优化设计。
综上所述，散热器的性能研究和优化设计可以从材料选择、形状设计、流路优化、翅片结构优化以及散热介质流动性等多个方面入手。
通过对散热器的研究和优化，可以提高设备的散热能力，提高设备的可靠性和寿命。
高性能散热风扇在新能源汽车中的应用及优化
高性能散热风扇在新能源汽车中的应用及优化下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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压电风扇与散热器组合系统的散热性能及其改进
压电风扇与散热器组合系统的散热性能及其改进TP.; TN 文献标志码：BAbstract：To improve the heat dissipation performance of the heat sink，the piezoelectric fan is combined with the plate-fin heat sink and the pin-fin heat sink respectively to dissipate heat，and FLUENT software is used to simulate the heat dissipation flow field and calculate the synergy angle，and then the heat dissipation characteristics of two kinds of heat sink are analyzed. Considering the vibration characteristics of piezoelectric fans，the plate-fin heat sink is improved to fan-shaped arrangement. According to the simulation results，the rear fin of the fan-shaped plate-fin heat sink is further improved to the pin-fin，and then the new heat sink is obtained. According to the heat sink temperature and synergy angle distribution，the heat dissipation performances of the heat sinks are evaluated and analyzed. The results show that：under natural heat dissipation，the heat dissipation performance of pin-fin heat sink is the best，and the synergy angle is relatively small; when combined with the piezoelectric fan，the heat dissipation performance of the new heat sink is the best，which is about K lower to the plate-fin heat sink combination，and K lower to the pin-fin heat sink combination. The heat dissipation performance of the new heat sink is obviously improved only by changing the fin arrangement.Key words：piezoelectric fan; heat sink; synergy angle; simulation引言随着电子技术的快速发展，电子产品向高性能、多功能和小型化方向发展，导致电子设备的功耗和发热量增加。
电子设备常用散热方式的散热能力分析
电力电子设备常用散热方式的散热能力分析1 引言随着电子组装技术的不断发展，电子设备的体积趋于微型化，系统趋于复杂化，高热密度成了一股不可抗拒的发展趋势。
为了适应高热密度的需求，风扇、散热器等传统的散热手段不断推陈出新，新颖高效的散热方法层出不穷。
在众多散热方式面前，区分各种散热方式的散热能力，从而选择既经济又可靠的散热方法成为设计人员极为关注的问题。
本文针对风冷和水冷两种常用的散热方式，综合国内外文献中对这两种散热方式的研究结果，总结出这两种散热方式的散热能力，为热设计人员选择经济合理的散热方式提供参考依据。
2 各种传热方式的传热能力分析各种传热方式传热系数的大致范围如附表所示[1]。
对空气而言，自然风冷时的传热系数是很低的，最大为10w/(m2k)，如果散热器表面与空气的温差为50℃，每平方厘米散热面积上空气带走的热量最多为0.05w。
传热能力最强的传热方式是具有相变的换热过程，水的相变过程换热系数的量级为103～104。
热管的传热能力之所以很大，就是因为其蒸发段和冷凝段的传热过程都是相变传热。
附表各种传热方式的传热系数文献[2]给出了根据散热体积和热阻选择散热方式的参考依据，如图1所示。
例如对于热阻要求为0.01℃/w的散热方式，如果体积限制在1000 in3（1in3=16.4 cm3），可以选择风冷散热方式，但必须配备高效的风冷散热器；而如果体积限制在10 in3，只能选择水冷的散热方式。
图1 散热体积与热阻的大致关系3 风冷风冷散热方式成本低，可靠性高，但由于散热能力小，只适用于散热功率小而散热空间大的情况下。
目前风冷散热器的研究热点是将热管与散热器翅片集成在一起，利用热管的高传热能力，将热量均匀地传输到翅片表面，提高翅片表面温度的均匀性，进而提高其散热效率。
空气强制对流冷却方式是目前电力电子元件常用的散热方式，其普通结构是散热器加风扇的形式。
该结构虽然实施方便，成本较低，但其散热能力有限。
散热器的性能研究及优化设计
散热器的性能研究及优化设计散热器是现代电子设备的重要组成部分，其主要功能是将设备内部产生的热量转移至周围环境中，保持设备工作的稳定性和可靠性。
随着计算机、手机等电子设备的发展，散热器的性能要求也越来越高。
本文将从散热器的原理、性能指标以及优化设计方面进行探讨。
一、散热器的原理散热器的原理是利用传热学中的对流散热方式进行散热。
散热器的设计是将热源附着在散热器的表面，通过散热器的表面积将热量传递给周围环境。
散热器的表面结构可以设置多个散热片，增加热量的散发面积，从而提高散热器的散热效率。
同时，通过风扇等装置将周围的空气进行强制对流，进一步增强热量的散发。
二、散热器的性能指标1. 热阻：热阻是评估散热器散热效率的重要指标，其定义为单位面积的热阻力，即在单位面积上传递单位时间的热量与侧边面之间的温度差之比。
热阻越小，散热器的散热效率越高，因此该指标通常越小越好。
2. 噪音：散热器的噪音也是需要考虑的因素。
为了提高散热器的散热效率，在高速风扇的辅助下，通风孔经常会比较大，从而产生一定的噪音。
因此，散热器的设计也应该注重减少噪音。
3. 重量：散热器的重量也是需要考虑的因素。
过重的散热器会增加设备的整体重量，不利于移动，同时也会增加安装的难度和成本。
三、散热器的优化设计散热器的设计需要考虑多个因素，包括散热器的表面积，散热片的数量、大小和形状，以及散热器的风扇和通风孔的尺寸和布局等方面。
1. 增加散热片的数量和面积散热器的表面积决定了其能够散发热量的大小，因此增加散热片的数量和面积可以有效提高散热器的散热效率。
同时，也可以通过设计不同形状的散热片，使其更好地适应各种不同的设备，并提高散热器的美观度。
2. 优化风扇和通风孔的尺寸和布局散热器的风扇和通风孔的布局和尺寸也是影响散热器散热效率的重要因素。
优化风扇的转速和尺寸，以及通风孔的大小和布局，可以提高空气流动的效率，进一步增加散热器的散热性能。
同时，优化风扇和通风孔的设计，也可以有效降低散热器的噪音，使其更加适合各种不同的场合使用。
电脑硬件散热技术的创新与改进
电脑硬件散热技术的创新与改进随着科技的不断发展，电脑硬件的性能越来越强大，与此同时，硬件产生的热量也越来越大。
电脑的散热问题成为广大用户所关注的焦点之一。
为了提高电脑的稳定性和延长硬件的使用寿命，必须对电脑硬件散热技术进行创新与改进。
本文将从散热原理、散热材料和散热方式三个方面来探讨电脑硬件散热技术的创新与改进。
一、散热原理的创新电脑硬件散热的原理主要是通过导热和对流来实现的。
传统的导热方式主要依赖于散热片和散热热管。
然而，这种方式存在导热性能不足、散热效果不佳等问题。
为了改进这一问题，科研人员进行了一系列的研究与实验，并取得了一定的成果。
其一，采用新型导热材料。
石墨烯是一种新型的导热材料，具有极高的导热性能和导热系数。
将石墨烯应用于散热片和散热热管中，可以显著提高导热性能，有效降低硬件温度，从而达到更好的散热效果。
其二，改善导热接触。
导热材料与硬件之间的接触状态对散热效果有着重要的影响。
利用纳米技术，将导热材料制成颗粒状，增加与硬件的接触面积，提高接触效率，从而增强散热效果。
二、散热材料的改进散热材料是实现电脑硬件散热的基础。
如何选择合适的散热材料对于提高电脑的散热效果至关重要。
在过去的几年中，科研人员对散热材料进行了广泛的研究，并提出了一些新的散热材料。
其一，石墨烯复合材料。
石墨烯具有出色的导热性能，将其与金属等材料复合，可以实现导热性能的进一步提高。
石墨烯复合材料具有优良的导热性能和机械强度，因此被广泛应用于散热材料的制备中。
其二，金刚石薄膜。
金刚石是一种导热性和机械强度都非常高的材料。
将金刚石制成薄膜覆盖在硬件表面，可以有效提高散热效果，保护硬件免受高温的损害。
三、散热方式的革新传统的电脑散热方式主要包括风扇散热和水冷散热。
然而，这种散热方式在散热效果和噪音控制上存在一定的问题。
为了改进这一问题，出现了一些新的散热方式。
其一，热电材料散热。
热电材料是一种能够将热转换为电能或将电能转换为热的材料。
基于压电驱动的微通道散热系统研究
基于压电驱动的微通道散热系统研究随着微机电加工技术的进步,微小型电子设备封装尺寸迅速减小,热流密度急剧增长,使得设备的稳定性与寿命受到影响,因此微小型电子设备的热设计受到广泛关注。
微通道散热系统因其规格小、单位面积换热效率高和可控性强等优点,成为了微小型电子设备散热研究的焦点。
作为微通道散热系统的主要组成部分,微泵和微通道散热器是提高系统散热性能的关键点。
因此微泵的结构设计和改进、微通道散热器的结构设计和优化对于提高微通道散热系统的散热性能具有十分重要的意义。
在经典压电驱动泵的基础上对其主要结构进行了重新设计。
分别对杠杆和桥式外部移放大机构进行了模型设计,并构建了液压式外部放大机构。
对三种外部放大机构进行动力学分析和数值建模,以有限元法验证模型的正确性。
其中,液压式微位移放大机构性能最优,其放大倍数是50.6,频率是6.94kHz,且结构体积仅有240.21mm3。
设计出盘式截止阀作为压电驱动泵的阀门,并对其进行动力学和湿模态分析以确定其振动性能,压电驱动泵的盘式截止阀振动幅值为0.048mm。
最终得到压电驱动泵的输出流量为67.038ml/min。
为了在微泵输出流量内,进一步提高微通道散热系统的散热性能,对矩形微通道散热器的结构和截面形状进行理论优化、仿真和实验分析。
依据有效集算法对微通道散热器的多目标进行结构优化,建立了热阻与所需泵功率耦合模型,得最优解为26孔矩形微通道,热阻为0.2574K/W,所需泵功率为3.243×10-5W。
在最优矩形微通道散热器的基础上,对其进行截面仿真优化.结果表明.新截面微通道散热器比最优矩形散热器性能提高6.49%。
搭建微通道散热系统性能实验平台,结果表明,矩形微通道热阻的实验结果与理论分析误差为7.45%,所需泵功率实验值与理论误差为2.32%。
新截面微通道散热器的散热性能比矩形微通道散热器提高了 11.3%。
散热器热性能研究与优化
散热器热性能研究与优化在现代电子设备的制造和使用过程中，热问题是一个必须关注的重要问题。
当电子设备处于不断运行状态时，会产生大量的热量，如果不能及时散热可能会导致设备损坏甚至爆炸。
因此，散热器作为电子设备中最重要的散热部件之一，其热性能的研究和优化显得尤为重要。
一、散热器的分类散热器根据其工作原理和结构可分为空气散热器和水冷散热器两大类。
空气散热器又可以分为风扇式散热器和散热片散热器两种类型。
风扇式散热器通过内置的风扇将热量吹出设备或散热器外部，其结构简单、制造成本低，但散热效果相对较差。
散热片散热器则是通过散热片的表面积较大，将热量散发到空气中。
水冷散热器则是通过水的冷却性能来达到散热的目的，散热效果相对较好，但制造成本和安装复杂度较高。
二、散热器热性能的影响因素散热器的热性能是由多个因素共同作用决定的，主要包括以下几个方面。
1. 散热器的材质散热器的材质可以影响其的导热性能、传热效率和散热面积等因素，进而影响整个散热器的热性能。
常用的散热器材质主要包括铝合金、铜和钨铜等。
2. 散热器的结构散热器的结构特点也会对其热性能产生影响。
通常来说，散热器表面积越大，散热效率就越高。
同时，散热器内部的通风结构和散热片的间距、角度等因素也会影响散热效率。
3. 散热环境散热环境也会对散热器的热性能产生影响，例如环境温度、空气流动速度等因素都会影响散热器的散热效率。
三、散热器的热性能优化方法针对散热器的热性能问题，可以采取一些有效的优化方法来提高散热器的热性能。
以下是几个常用的优化方法。
1. 材质的优化选择散热器的材质是影响热性能的重要因素之一，因此可以通过材质的优化选择来提高散热效率。
例如，采用散热效率更高的材料、增加散热片的表面积等手段均可提高散热器的热性能。
2. 结构的优化设计散热器的结构也是影响热性能的重要因素之一，因此可以通过结构的优化设计来提高散热效率。
例如，采用更加合理的散热片间距、角度等设计，以及增加通风口的数量等，均可有效提高散热器的热性能。
电子设备散热性能分析与改进
电子设备散热性能分析与改进随着科技的不断进步和智能化的发展，电子设备在我们的日常生活中起到越来越重要的作用。
但是，随之而来的问题是，电子设备在长时间工作下会产生大量的热量，而如果散热不好，就会影响设备的稳定性和寿命。
因此，电子设备的散热性能分析与改进成为了非常重要的课题。
首先，我们来分析电子设备散热性能的瓶颈在哪里。
通常来说，电子设备中最容易产生热量的部件就是处理器和显卡。
这是因为在高负荷运行的情况下，这些部件会产生大量的能量转化为热量。
然后，这些热量会通过散热器和风扇来进行散热。
因此，我们可以看到，电子设备的散热性能受限于散热器和风扇的效能。
针对这一问题，我们可以从多个方面着手进行改进。
首先，我们可以通过优化散热器的设计来提高散热性能。
散热器一般由散热片和散热管组成，其中散热片负责与空气进行热交换，散热管负责将热量从热源传递到散热片。
我们可以通过增大散热片的面积或增加散热管的数量来提高散热器的效能。
此外，我们还可以使用更好的散热材料，如铜或铝，来提高散热器的导热性能。
其次，我们可以改进风扇的设计来增加散热性能。
风扇的作用是通过空气流动来帮助散热。
通常来说，风扇的性能可以由风量和噪音两方面来衡量。
我们可以通过增加风扇的转速来增加风量，从而提高散热性能。
但是，这样可能会增加风扇的噪音。
因此，我们需要在散热性能和噪音之间进行权衡。
除了散热器和风扇的改进，我们还可以通过一些其他方式来提高电子设备的散热性能。
例如，我们可以合理布局电子设备中的部件，避免热点集中。
同时，我们还可以增加设备的散热孔，增加热量的散发。
此外，我们还可以通过改变电子设备的工作方式来减少热量的产生。
例如，降低设备的功耗或者增加设备的运行频率。
总结来说，电子设备散热性能分析与改进是一项非常重要的任务。
通过优化散热器和风扇的设计，合理布局部件，增加散热孔等多种方式，我们可以提高电子设备的散热性能，从而提高设备的稳定性和寿命。
当然，在实际的应用中，我们还需要根据具体情况进行综合考虑和权衡。
【优化设计论文】谈风力发电机组散热器优化设计
【优化设计论文】谈风力发电机组散热器优化设计摘要：风力发电机齿轮箱优良的散热性能，可确保风力发电机的正常运行。
传统的管片式及管带式散热器容易损坏，抗震能力不强，寿命较低，为了提高其性能和使用寿命，结合齿轮油散热系统工作原理，本文设计了一种新型散热器，结构轻盈、小巧，同时，换热流体阻力小，在震动很大或者有一定外力作用下，仍然能正常工作，十分适合恶劣的工程环境，散热器寿命长。
关键词：风电；齿轮箱；换热器；设计我国风能资源丰富，风能可利用总量约为10亿kW，我国陆地面积是9579km2，其中，风力为3～7级所占的面积为1056km2，所占比例为11%左右。
风力机是风能转变成电能的设备，而风力机的使用寿命受多因素的限制，其中关键的一个就是齿轮箱的安全稳定运行，齿轮箱的散热效果直接影响风力机的使用寿命。
我国的风电散热器工业是在解放后建立和发展起来的，由于技术和工艺的革新，我国的散热器行业发展非常迅速，已基本形成了散热器生产-维护等体系，并且散热器效率及质量逐年提升，结构日趋先进完善，制造技术也日臻成熟。
然而，风力机齿轮箱的换热器的设计不同于一般的换热器，其抗震要求高、温度变化幅度大，解决上述问题已是风电企业面临的一个重要课题。
为了保证发电机组正常工作时散热器有足够的换热量并降低散热器流体的流动阻力，本文针对管芯式散热器，在保证换热量的前提下，设计出具有较低的流动阻力与较低的材料、工艺成本的散热器，以求在发电机组上进行实际应用，从而为这种具有独特优势的散热器的广泛应用提供实例与推广依据及技术储备。
1散热器原材料及流动型式的选择1.1原材料的选择换热器材料的使用，直接决定着换热器性能及质量的优劣，本换热器设计所选用的材料主要考虑以下几点：具有较大的导热系数、疲劳强度、抗腐蚀性强、较好的焊接性能，材料获取方便。
鉴于风力发电机运行的要求，并提高换热性能和耐腐蚀性能，本文设计的齿轮箱散热器中的散热管采用T2紫铜，翅片也采用T2紫铜，散热器的油室、进出管口等的材料采用A3。
高功率电力电子器件的散热设计与优化
高功率电力电子器件的散热设计与优化引言：高功率电力电子器件在现代工业中扮演着举足轻重的角色。
然而，由于其工作时会产生大量热量，不良的散热设计可能会导致设备过热、性能下降甚至损坏。
因此，优化散热设计对于保证设备的稳定运行至关重要。
本文将探讨高功率电力电子器件的散热设计与优化方法，以帮助工程师们更好地理解和应对散热问题。
一、散热设计的重要性散热设计在高功率电力电子器件中尤为关键。
高功率电力电子器件通常需要承受大电流和高温度，而温度过高将会对器件的性能稳定性和寿命产生不良影响。
因此，良好的散热设计能够有效地降低温度，提高设备的可靠性和性能。
二、散热设计的原则1. 散热方式的选择在散热设计中，首先需要选择合适的散热方式。
常见的散热方式包括自然对流、强制对流和导热。
自然对流适用于小功率设备，强制对流适用于中等功率设备，而导热则适用于高功率设备。
在选择散热方式时，需要考虑设备的功率、尺寸和可行性等因素。
2. 散热材料的选择在高功率电力电子器件的散热设计中，散热材料的选择非常重要。
优良的散热材料应具备高导热性、低热阻和耐高温的特点。
常见的散热材料包括铜、铝、钢和硅胶等。
对于大功率电力电子器件，通常选择导热性能高、热阻低的铜材作为散热材料。
3. 散热结构的设计散热结构的设计是高功率电力电子器件散热设计的关键。
合理的散热结构能够提高散热效率，降低温度。
常见的散热结构设计包括散热片、散热鳍片和散热风扇等。
通过增加散热片和散热鳍片的数量和厚度，可以扩大散热表面积，提高散热效果。
三、散热设计的优化方法1. 流场模拟在散热设计过程中，通过流场模拟可以确定合适的风扇位置和散热结构设计。
流场模拟可以模拟散热风扇的风速和风向，以及流体在散热片和散热鳍片上的流动情况。
通过流场模拟，可以分析并优化散热结构，提高散热效率。
2. 热传导模拟热传导模拟是散热设计的另一种优化方法。
通过热传导模拟，可以模拟散热材料的导热性能和热阻情况。
通过分析热传导模拟结果，可以选择合适的散热材料，提高散热效果。
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压电风扇与散热器组合系统的散热性能及其改进
TP.; TN 文献标志码：
B
Abstract：
To improve the heat dissipation performance of the heat sink，the piezoelectric fan is combined with the plate-fin heat sink and the pin-fin heat sink respectively to dissipate heat，and FLUENT software is used to simulate the heat dissipation flow field and calculate the synergy angle，and then the heat dissipation characteristics of two kinds of heat sink are analyzed. Considering the vibration characteristics of piezoelectric fans，the plate-fin heat sink is improved to fan-shaped arrangement. According to the simulation results，the rear fin of the fan-shaped plate-fin heat sink is further improved to the pin-fin，and then the new heat sink is obtained. According to the heat sink temperature and synergy angle distribution，the heat dissipation performances of the heat sinks are evaluated and analyzed. The results show that：
under natural heat dissipation，the heat dissipation performance of pin-fin heat sink is the best，and the synergy angle is relatively small; when combined with the piezoelectric fan，the heat dissipation performance of the new heat sink is the best，which is about K lower to the plate-fin heat sink combination，and K lower to the pin-fin heat sink combination. The heat dissipation performance of the new heat sink is obviously improved only by changing the fin arrangement.
Key words：
piezoelectric fan; heat sink; synergy angle; simulation
引言
随着电子技术的快速发展，电子产品向高性能、多功能和小型化方向发展，导致电子设备的功耗和发热量增加。
为不影响电子产品正常工作，须发散多余的热量。
压电风扇占用空间小、工作声音小、功耗低，能够较好地应用于小型电子设备。
[-]在实际应用中，通常将压电风扇与散热器相结合对电子元件进行组合散热。
国内外专家研究分析压电风扇置于散热器外部不同位置时的散热性能[-]、压电风扇置入散热器内部时的散热性能[-]、压电风扇与散热器结合其他散热方式共同散热时的散热性能[]等。
由场协同理论可知，协同角取值范围为～°，且角度越小越有利于传热[-]。
本文将压电风扇分别与直肋、针肋种常用散热器结合，设计新型散热器，利用协同角的分布对散热器进行評价分析。
仿真模型搭建
以直肋散热器为例建立仿真模型，见图。
散热器长、宽、高分别为、和mm，材料为铝合金;其下方热源长、宽、高分别为、和mm，发热功率为W;环境温度为. K（℃）;压电风扇垂直水平面放置于散热器前端，距散热器mm。
压电风扇与种常用散热器组合
. 与直肋散热器组合
直肋散热器结构见图，其底板厚度为mm，肋片高度为mm，肋片厚度为. mm，肋片间距为. mm。
在FLUENT仿真软件中，分别仿真自然散热时和压电风扇工作时直肋散热器的散热性能。
自然散热时，热源表面平均温度为K。
压电风扇工作时散热器温度云图见图，热源表面最高温度为K。
因为压电风扇工作时产生的风难以到达两端肋片之间，且风速主要集中在散热器前端中部位置，使得此处温度最低，所以热源表面温度呈现前端中部温度较低、后侧两端温度较高的特点。
在FLUENT中编写程序计算协同角，得到直肋散热器协同角分布图见图。
从场协同来看，压电风扇在工作过程中产生漩涡，使风速方向时
刻改变，导致风扇附近的协同角一直变化，但不会很大。
散热器附近的风速方向基本恒定，均沿肋片长度方向，所以协同角几乎呈现°。
综上所述，压电风扇与直肋散热器结合的散热性能较差。
. 与针肋散热器组合
针肋散热器结构见图，其底板厚度为mm，肋片高度为mm，长度方向肋片厚度为. mm、肋片间距为. mm，宽度方向肋片厚度为. mm、肋片间距为. mm。
在FLUENT中分别仿真自然散热时和压电风扇工作时针肋散热器的散热性能。
自然散热时，热源表面平均温度为K。
压电风扇工作时针肋散热器温度云图见图，热源表面最高温度为K，且前端温度偏低、后端温度偏高，说明压电风扇主要作用于针肋散热器的前端。
在FLUENT中生成的针肋散热器协同角分布图见图。
从场协同来看，因为压电风扇产生的风速方向时刻改变，所以风扇附近的协同角也改变，且角度均偏小。
相比直肋散热器，针肋散热器在肋片之间存在扰流，因此协同角有所改善。
新型散热器
. 新型散热器Ⅰ
压电风扇的工作原理是通过周期性往复振动带动周围空气流动，使风速方向不断变化，类似于生活中使用的风扇。
为提升压电风扇与散热器的配合效果，考虑压电风扇的振动特性，将直肋散热器的肋片由平行布置改为扇形布置，设计新型散热器Ⅰ，其结构见图。
新型散热器Ⅰ底板厚度为mm，肋片高度为mm，肋片厚度为. mm，前端肋片间距为. mm。
在FLUENT中分别仿真自然散热时和压电风扇工作时新型散热器Ⅰ的散热性能。
自然散热时，热源表面平均温度为K，与直肋散热器一致。
压电风扇工作时新型散热器Ⅰ温度云图见图，热源表面最高温度为K。
因为风速主要集中分布于散热器的前端，并且后端的风速很小，所以热源表面前端温度低、后端温度偏高。
在FLUENT中生成新型散热器Ⅰ的协同角分布图见图。
从场协同
来看，压电风扇附近的协同角呈现与直协散热器相同的特点，但散热器附近的协同角基本在°左右。
因为新型散热器Ⅰ的肋片根据压电风扇振动特性设计，所以每个肋片间的风速方向基本沿肋片长度方向，与温度梯度方向垂直。
因此，新型散热器Ⅰ能够有效利用压电风扇，提升散热器两端的散热性能。
. 新型散热器Ⅱ
根据前文分析，新型散热器Ⅰ能够提高散热器左、右两端的散热性能，但是分析流场风速矢量图（见图）可知，在散热器远离压电风扇的一侧风速很小，说明压电风扇产生的风无法到达远距离。
在不改变压电风扇与散热器位置的前提下，压电风扇很难对散热器的后端产生强迫对流散热。
压电风扇对散热器后端的作用很小，散热器后端主要是自然散热。
由前文可知，自然散热时，针肋散热器的散热效果最好。
为提高整体散热性能，以新型散热器Ⅰ为基础，将其肋片后端部分改为针肋分布，从而增加后部整体散热面积，设计的新型散热器Ⅱ结构见图。
在FLUENT中分别仿真自然散热时和压电风扇工作时新型散热器Ⅱ的散热性能。
自然散热时，热源表面平均温度为K，低于直肋散热器自然散热时。
压电风扇工作时新型散热器Ⅱ的温度云图见图，热源表面最高温度为K，前端温度偏低，后端呈现中部高、两侧低的特点，符合新型散热器Ⅱ的流场特性。
在FLUENT中生成新型散热器Ⅱ的协同角分布图见图。
从场协同来看，与新型散热器Ⅰ相比，新型散热器Ⅱ结合针肋散热器，使散热器整体协同角变小，更有利于散热。
综上所述，新型散热器Ⅱ集合前种散热器的优点，能够有效利用压电风扇，提升整体散热性能。
种散热器热源的表面平均温度对比见表。
由表可知：自然散热时，针肋散热器的散热性能最好;压电风扇工作时，新型散热器Ⅱ的散热性能最好，其热源温度比直肋散热器组合降低K左右，比与针肋散热器组合降低K左右。
新型散热器Ⅱ仅通
过改变肋片的布置即可明显改善散热性能。
结论
本文将压电风扇分别与直肋和针肋种散热器组合进行散热，仿真结果表明：自然散热时，针肋散热器的散热性能最好，因为针肋的肋片能够改善协同角的分布，所以更有利于散热;压电风扇工作时，新型散热器Ⅱ的散热性能最好，热源温度比与直肋散热器组合时降低K 左右，说明新型散热器Ⅱ能够有效利用压电风扇，提升整体散热性能。