Modeling and simulation of heat sinks for computer processors in COMSOL Multiphysics

 

Authors
Garro-Acón, Sulin; Díaz-Espinoza, Luis Alberto; Liang, Jian; Martínez-Hernández, Fabio; Meneses-Fuentes, William; Ortega-Padilla, Huber; Ramírez-Chaves, Gabriel; Stradi-Granados, Benito
Format
Article
Status
publishedVersion
Description

In this study, the heat transfer of three desktop- computer heat sinks was analyzed. The objective of using these heat sinks is to avoid overheating of the computer’s processing unit and in turn reduce the corresponding loss in the unit’s service time. The heat sinks were modeled using COMSOL Multiphysics with the actual dimensions of the devices, and heat generation was modeled with a point source. In the next step, the heat sink designs were modified to achieve a lower temperature in the higher temperature location on the heat sink. The results were temperature reductions in the range of 5-78 degrees Kelvin, by making feasible variations in design such as reducing the thickness of the heat exchanger fins and increasing their number. This paper demonstrates that there is room to develop improved designs that do not require more materials but rather a better engineering design. Initial work was done in the course CM-4101 Modeling and Simulation.
En este estudio se analizó la transferencia de calor en tres disipadores de calor utilizados para enfriar los procesadores de computadoras de escritorio. El objetivo de estos disipadores es evitar el sobrecalentamiento de la unidad de procesamiento y la consecuente reducción de la vida útil del computador. Los disipadores de calor se modelaron usando COMSOL Multiphysics con las dimensiones reales de los dispositivos y la generación de calor se modeló con una fuente puntual. Luego se modificaron los diseños de los disipadores para lograr una temperatura más baja en la zona más caliente del procesador. El resultado fue una reducción en la temperatura en el rango de 5-78 grados Kelvin, al rediseñarse el disipador de calor con variaciones feasibles como la reducción del grosor de las placas de intercambio de calor y el aumento de su número. Esto demuestra la posibilidad de desarrollar diseños optimizados para disipadores de calor que no requieran más materiales sino una mejor ingeniería. El trabajo se inició como parte del curso CM-4101 Modelización y Simulación.

Publication Year
2012
Language
Español
Topic
Heattransfer; heatsink; modeling; simulation; finite elements.
Transferencia de calor; disipador de calor; modelización; simulación; elementos finitos.
Fuente
RepositorioTEC
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http://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/459
http://hdl.handle.net/2238/4457
Derechos
openAccess
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