热管理中心

Numerical simulation of ducted pin fin heat sink © 2006 Melanie Beauchemin

上海州立大学热管理研究中心有两个主要目标：

  • 通过应用研究服务于工程界
  • 培养学生对电子产品和其他设备热管理的理解。

这个实验室的主任是妮可·冈本博士。如果你想讨论一个项目的赞助，请联系她中的任何一个。项目合作伙伴包括惠普、思科系统、苹果电脑、Therma公司、洛克希德马丁公司、空间系统公司、美国国家科学基金会和加州能源委员会。

功能

Scanning electron microscopy

从铜到金属化的无铅无焊点合成金刚石的扫描电子显微镜（Kam， P, etal .©2008 ASME）

我们目前的专长包括：

  • 需要热管理的电子系统的数值模拟
  • 采用单相对流（空气和液体）冷却的电子元件和系统的实验测试
  • 高热密度电子设备的冷却高海拔冷却先进热界面材料的设计和测试
  • 微热管分析，热管制造和微通道传热测试
  • 数据中心热管理建模，数据中心冷却用组件的实验测试
  • 热交换器的设计和测试

实验设施

  • 大约1200平方英尺的实验室

  • 高海拔热测试箱，能够模拟高达80,000英尺的高度和从环境温度到160ºC的温度
  • 来自气流测量系统的AMCA 210-99气流测试箱；用于测量机箱阻抗，生成指定的流量，并确定风扇性能（如下图所示）
  • 大型闭环风洞
  • 用于分析部件级性能（如散热器）的小气流测试室。
  • 低速（0- 2m /s）、低湍流强度风洞
  • 美国国家仪器公司和安捷伦公司的自动化数据采集系统，拥有LabView的现场许可。
  • 红外摄像机
  • 热界面材料测试仪
  • 超高精度电子秤
  • 3 - d打印机
  • 各种标准实验室设备，如手持式热电偶读取器，高精度电子压力计（Microtector）和压力传感器

计算资源

  • Ansys程序套件（包括Fluent和IcePack）的学术站点许可
  • 实体建模软件如Pro-E的学术站点许可证
  • 工程方程求解器（EES）的学术现场许可，这是一个内置热物理性质的联立方程求解器，适用于热系统分析。

AMCA 210-99 Airflow Test Chamber

amca210 -99气流试验箱

electronic cooling wind tunnel

低速风洞

small airflow chamber

组件试验用气流试验箱

high altitude chamber

高空舱

与热管理相关的出版物

Flow visualization of offset-strip fin array

偏置条形鳍阵列的流动可视化©1997 Nicole Okamoto

Werdowatz， A., Okamoto， N.和Kabbani， H .，“开发散热器散热阻力的经验相关性”，《半热学学报》，2018年。

林，Y., Okamoto， N. Shabany， Y., Lee, S-J，“基于蚀刻引脚鳍阵列的浅铜包覆腔液体冷却实验研究”，2018，第五届美国机械工程学会流体工程夏季会议论文集。

Okamoto， N., tiineo， I., DiBlasio， D., Carlson， J., Petty， C.和Sommers， A., 2016，“使用图案表面润湿性改善结霜/除霜性能”，ASHRAE年度会议。

于，R., Sommers， A., Okamoto， N., 2013，“微槽面设计对空气侧翅片管换热器热工性能的影响”，国际制冷学报，Vol. 36, No. 3, pp 1078-1089。

王晓明，王晓明，王晓明，2012，“基于各向异性微槽翅片结构的板式换热器的冷凝水排放性能研究”，制冷学报，Vol. 35, No. 6, pp 1766-1778。

Yu， R., Sommers， A., Okamoto， N.和Upadhyalula， K., 2011，“非各向异性翅片表面设计对平面翅片管换热器热工性能的影响”，ASME国际机械工程会议论文集，Denver， CO.。

Yu， R., Sommers， A., Okamoto， N., Upadhyalula， K., 2011，“各向异性换热器翅片表面设计改进冷凝水管理，”国际空调制冷会议，江原道，韩国。

Nagendrappa， N., Okamoto, n.c.，和Barez， F., 2010“扇在封装上的热特性”，通过了Semi-Therm 26， Santa Clara， CA。

Meakins， M., Okamoto, n.c.，和Bash， C., 2009，“基于节能器的数据中心的能源和用能分析”，ASME国际能源可持续性会议论文集，旧金山，CA。

Singh， S.和Okamoto， n.c., 2009，“高性能散热器的最佳微热管配置”，IMAPS热管理研讨会，Palo Alto， CA。

Okamoto, n.c., Hsu， T-R和Bash， C., 2009，“本科生电子课程和实验室的热管理”，工程教育进展，第1卷，第3期。

金，P.C, Coppage， A.G, Kam， C.C, Shafian， S., Chun， B., lee， J., 2008，“合成金刚石的无铅无焊点”，2008年美国机械工程学会国际会议论文集，10月31- 11月。6、马萨诸塞州波士顿

Rogacs， A.和Rhee， J., 2007，“金刚石散热片的性能-成本优化”，2007年IEEE CPMT会议论文集，先进封装材料会议，圣jose， CA， 10月3-5日。

Bhave， N.和Okamoto， n.c., 2007，“模拟非共面效应对计算机芯片热性能的影响”，IEEE先进封装材料研讨会论文集，加州BET9九州体育会员登录，10月3-5日。

李，J，和Bhatt， A., 2007，“共轭传导-对流热阻的空间和时间分辨率”，IEEE元件与封装技术学报，第30卷，第4期，第673-682页

李，J，和Hernandez， S.I, 2006，“电信产品中电子器件的热管理：网络设备构建系统（NEBS）标准的设计”，ASME J.电子封装，Vol. 128, No. 4, pp. 484-493。

李俊杰，莫法特，2006，“带强制对流的矩形管道中连续一维核函数的实验估计”，热传导学报，Vol. 128, No. 8, pp. 811-818。

Beauchemin， M.和Rhee， J., 2006，“高海拔圆柱形针翅散热器的研究”，美国机械工程师协会会议和博览会论文集，芝加哥，11月5-10日。Seidel， R.和Rhee， J., 2006，“高海拔空气冲击冷却下散热器性能的参数分析”，美国机械工程师协会会议和博览会论文集，芝加哥，11月5-10日。

Bhatt， A.和Rhee， J., 2006，“方形和矩形实体的热扩散阻力”，第11届IEEE CPMT先进包装材料会议论文集，亚特兰大，乔治亚州

Heresztyn, a.j.h.和DeJong Okamoto， N.C, 2005，“低轨道微型卫星微通道散热器的热设计”，第三届微通道和微通道国际会议论文集，美国机械工程师学会，加拿大，加拿大。

李，J., Wong， G., 2004，“两种类型的通信机箱的气流阻抗特性”，第20届半热国际会议论文集，圣荷西，CA. [pdf]

DeJong Okamoto， N.C，和Hsu， T-R, 2004，“致力于电子热管理的实验课程的开发”，ASEE年度会议论文集，盐湖城。邀请演讲。

德容，北卡罗来纳和A.M.Jacobi, 2003，“通过有界的百叶翅片阵列流动的传热和压降”，实验热学与流体科学，第27卷，第237-250页。

德容，北卡罗来纳和A.M.李志强，2003，“叶片阵列的局部流动和传热相互作用”，《国际传热与传质学报》，第46卷，第443-455页。

Rhee， J.和Azar， K., 1999，“调整高空温度数据”电子冷却杂志，9月，第5卷，第3期。

德容，北卡罗来纳和A.M.Jacobi, 1999，“凸面翅片阵列的局部流动结构和传热”，《传热杂志》，第121卷，第136-141页。

DeJong, n.c.，张立文，A.M.Jacobi， S. Balachandar和D.K. Tafti, 1998，“偏置带翅片换热器流动和传热的实验与数值研究”，热传导学报，第120卷，第690-698页。

德容，北卡罗来纳和A.M.李志强，2007，“平行板阵列流动和传热的实验研究：局部、逐行和表面平均行为，”国际传热与传质学报，Vol. 40, pp.1365-1378。

DeJong, n.c.， M.C. Gentry和A.M.李志强，1997，“基于熵的空气侧换热器性能评价方法：在冷凝器中的应用”，《国际暖通空调与制冷研究》Vol. 3(3), pp. 185-195。

Rhee， J., Danek, c.j.和Moffat， r.j., 1993“电子冷却情况下立方体表面的绝热传热系数”，1993年国际电子封装会议论文集，宾汉姆顿，纽约。

最近的项目

  • 新一代PoP封装的热特性
  • 高性能散热器的微热管优化配置
  • led的共轭传导-对流热管理
  • 数据中心省煤器系统的能量与火用分析
  • 高密度活动地板数据中心的冷却优化。
  • 采用单个冷却盘管消除数据中心架空地板配置。
  • 热传导器及高热流源的热应力分析
  • 非共面效应对计算机芯片热性能的影响
  • 热沉性能评估测试夹具
  • 热界面材料的实验研究
  • PC机散热中的气流阻抗与风扇配置（高级设计项目）
  • 基于微通道散热器的近地轨道三轴稳定微卫星热控制
  • 微通道强化传热的应用
  • 两种通信机箱的气流阻抗特性
  • 用液晶热成像法测定传热系数
  • 高海拔地区强制冷却的初步研究
  • 利用CFD分析流体性质对微通道换热器性能的影响

课程

除了热力学、传热学和流体动力学等基础课程外，机械工程系还开设了“电子热管理”和“电子封装”等选修课。ME 145电子封装由Fred Barez博士教授。ME 145介绍了电子封装，材料，热管理，冲击和振动，EMI/RFI/ESD，疲劳，可靠性和标准化测试程序的基本原理。简单的设计，以确保产品的规则和指导方针提出。

me146电子热管理

美国国家科学基金会赞助了这门与电子热管理相关的选修和相关实验室的发展。本课程的网站包括实验室实验的讲义和Powerpoint讲座，任何人都可以使用。有关任何实验的更多信息，请联系Okamoto博士。如果你教这方面的课程，我们很乐意提供你的课程网页链接。

课程主题包括：

  • 电子学中发热的来源
  • 压降计算
  • 收缩和扩张阻力
  • 热应力分析
  • 电子产品的液体冷却
  • 电平标准
  • 热管
  • 蒸汽压缩系统
  • 纳米尺度传热
  • 热阻法
  • 风扇和散热器
  • 热界面材料
  • 电子设备风冷
  • 计算流体动力学
  • 数据中心的冷却
  • 热电冷却
  • RoHS（有害物质限制）
  • 温度测量方法