Çok yongalı ve değişken kesitli elektronik sistemlerin ısıl analizi

Bu çalışmada, çok yongalı ve değişken kesitli bir elektronik devre kartını simüle eden, bloklar üzerinden olan akış ve ısı transferi Ansys-Fluent programı yardımıyla hesaplamalı olarak analiz edilmiştir. Elektronik elemanların ısıl açıdan kontrolünün ana hedefi, eleman sıcaklığının belirlenen sınırlar içerisinde tutabilmektir. Çalışma sıcaklığının limitleri aşması, performansın azalmasına ve mantıksal hataların oluşmasına neden olur. Arzu edilmeyen bu çalışma ortamının oluşmasını önlemek için elektronik elemanların uygun şekilde tasarlanması gerekmektedir. Zorlanmış taşınım esaslı ve akışkan olarak havanın kullanıldığı soğutma yöntemi incelenmiştir. Düz ve farkı kesitlerdeki (dikdörtgen, yamuk, üçken ve yarım daire) yongaların yüzeyleri üzerinden akışta, hız ve ısı transferi karakteristikleri u1 = 0,03 m/s (Re 50) ve u2 = 0,12 m/s (Re 200) akış hızına, 30 °C, 40 °C ve 60 °C sıcaklık değerlerine bağlı olarak incelenmiştir. Analizler sonucunda elde edilen Stanton sayıları farklı kesitlerdeki geometrik modellerin karşılaştırılmasında kullanılmıştır. Geometrik modellerde; Stanton sayısındaki değişimlere paralel olarak ısı transferi üçgen şeklindeki yonga modelinde en fazla olduğu tespit edilmiştir. Bu sayede elektronik sistemlerin tasarımında üçgen şeklindeki yongalar kullanıldığında diğer geometrik modellere kıyasla yüksek çalışma sıcaklıklarında oluşabilecek hata ve performans azalmalarının önüne geçileceği görülmüştür.