Computational and experimental modeling of fluid flow and heat transfer processes in complex geometries

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es el estudio numérico (caffa3d.MB) y experimental (PIV) de los campos de velocidad y de temperatura en dominios complejos como los encontrados en las computadoras u otros sistemas electrónicos refrigerados que contengan circuitos impresos (PCB, Printed Circuit Board). La refrigeración es uno de los principales desafíos que estos dispositivos se deben tratar. La disipación del calor de los dispositivos de circuitos electrónicos se ha convertido en una cuestión importante a tener en cuenta durante su diseño. Los PCB son circuitos electrónicos que generan calor por efecto Joule y necesitan ser enfriados. Son cada vez más pequeños y por lo tanto los problemas del calentamiento disminuyen su eficiencia y vida útil. El estudio de la velocidad y los campos de temperatura está estrechamente relacionada con el análisis de la evolución espacial y temporal de las estructuras de flujo que se encuentran en las cavidades cerradas que contiene PCB y con el entendimiento de la influencia de la geometría, la velocidad de entrada de fluido y temperatura de la placa en el proceso de enfriamiento del PCB.

The main objective of this work is the numerical (caffa3d.MB) and experimental (PIV) study of the velocity and temperature fields in complex domains like those encountered in computers or other electronic refrigerated systems with printed circuit board (PCB). Cooling is one of the main challenges these devices have to deal with. Heat removal from the electronic circuit devices has become an important issue to take into account during their design. PCB's are electronic circuits that generate heat by Joule effect and need to be cooled down. They are becoming smaller and therefore some warming problems appear that lowers their efficiency and lifespan. The study of the velocity and temperature fields is closely connected with the analysis of the spatial and temporal evolution of the flow structures found in PCB enclosed cavities and with the understanding of the influence of the geometry, the inlet fluid velocity and plate temperature in the cooling process of the PCB.