Simulation thermo-hydraulique d’un dissipateur thermique à ailettes utilisé pour le refroidissement des composants électroniques de puissance
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2022
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Abstract
Dans ce mémoire, nous présentons une simulation thermo-hydraulique par le
logiciel COMSOL 5.6 en 3D de l’écoulement de l’eau au sein d’un dissipateur
thermique à ailettes utilisé pour le refroidissement des composants électroniques
de puissance. Le boitier du dissipateur thermique est parcouru par un fluide
refroidissant (l’eau) s’écoulant en écoulement laminaire avec une vitesse d’entrée
constante (U
in
), et Afin d’imiter le refroidissement des composants électroniques
par ce boitier de refroidissement, un flux de chaleur constant et uniforme est
appliqué à sa base (q
in
). Afin d’évaluer la performance thermo-hydraulique du
dissipateur à ailettes, quatre configurations d’ailettes avec des densités
d’arrangement différentes sont modélisées et. La discussion des effets de la forme
des ailettes, de la densité d’arrangement de ces ailettes et du nombre de Reynolds
sur la performance de refroidissement de ce type de dissipateur thermique est
abordée.
Les résultats de cette analyse CFD ont montré que le dissipateur à ailettes qui
présente des températures modérées c’est celui à ailettes de forme cylindrique et
tétraèdre, suivi par celui à ailettes de forme pyramide, puis à ailettes de forme
parallélépipède. L’effet de la densité d’arrangement des ailettes confirme que la
densité d’arrangement des ailettes la plus adaptée pour un refroidissement
performant c’est celle avec un nombre maximum d’ailettes bien espacées. Ainsi,
l’augmentation du Re est un facteur favorisant pour le processus de refroidissement
sauf qu’il génère des pertes de charge plus ou moins importantes.