微纳系统能质传输研究团队

作者:责任编辑:伏健审核人:发布时间:2022-03-08浏览次数:731

人员组成

负责人:巩 亮

成 员:徐明海 黄善波 张克舫 李 斌 许伟伟 白 章 丁 斌 段欣悦

研究方向

Ø微纳系统热管理及能质传输理论;

Ø新能源开发中的基础科学问题研究;

Ø多相流体流动与传热研究;

Ø强化传热原理与技术。

研究成果:

近五年获批国家级、省部级项目20余项,省部级奖励3项;授权国家发明专利20余项、发表SCI学术论文200余篇。

特色成果1:微通道低流阻高效换热技术

提出了实现流动减阻、高效换热良好协同的钉泡结构和新型金属泡沫热沉,具有国际领先水平。

Ø将超疏水表面引入钉泡通道换热器,获得了流动减阻与流动换热相协同的超疏水钉泡微通道换热器;

Ø提出了金属泡沫孔隙尺度、宏观尺度数值模型,并实现了二者对接;

Ø构建了具有十四面体孔胞单元的金属泡沫孔胞结构,探明了金属泡沫微通道内局部非平衡传热特性;

Ø结合场协同原理分析了金属泡沫的强化换热机理,阐述了金属泡沫孔隙参数梯度布置对流动与传热的协调机制;

Ø提出了同时实现流动减阻、强化换热的新型金属泡沫-固体复合微肋和金属泡沫-柱鳍复合微通道结构。

承担或完成国家基金、山东省基金重大等课题10余项;发表SCIEI论文60余篇,培养研究生15名。相关研究成果以为中船711所应用。

特色成果2:三维集成电路封装及高效热管理技术

实现了芯片级和系统级冷却方案相匹配下的低能高效的热管理系统。

Ø设计了MCM-BGA三维封装模型,优化了相关结构参数,提出了芯片封装高效热管理方案以及芯片中热点高效散热技术;

Ø提出了双层微通道热沉(DLMCHS)的优化设计方案,大幅降低微通道中整体和局部的热应变;

Ø提出新型多核高功率密度3D-IC芯片热管理方案,显著降低了高功率下芯片核心区温度;

Ø优化了多核变功率密度3D-IC内部温度与热应力分布,实现了高效散热与均匀壁温相协同。

承担或完成国家基金3项;发表SCIEI论文10余篇,培养研究生5名。

相关成果已和航天771所、中电29所等达成深入合作意向。

特色成果3:多相流流动与传热特性研究

为实现超高热力密度下电子芯片高效散热,探明了多相流流动传热特性。

Ø发展了多种尺度水力空化的数值计算方法,明晰了多尺度下空化流动模式转变机制的差异性;

Ø考察了多种制冷工质(水、常温制冷剂和低温制冷工质)在不同空化阶段的转变机制,并分析了壁面粗糙度对空化流动的影响规律;

Ø基于吉布斯自由能原理,改进了Lee相变模型,探究了微通道流动沸腾气泡成核机制;

Ø基于群体平衡模型与双流体模型,耦合相间力模型与聚并破裂模型,构建了预测油-水、油--水多相流动流型演化规律的全耦合群平衡模型;

承担或完成国家基金3项;发表SCIEI论文10余篇;授权发明专利3项;培养研究生7名。

相关成果已应用于油气输运、油田余热利用、井筒多相流动预测等,创造了良好的经济效益。