人员组成:
负责人:巩亮
成员:白章、许伟伟、丁斌、朱传勇、段欣悦、任晓、黄秉欢等
1.研究方向
微纳系统热管理及能质传输理论;
新能源开发中的基础科学问题研究;
多相流体流动与传热研究;
强化传热原理与技术。
2.研究成果
近五年承担国家级、省部级项目20余项,获省部级奖励3项,授权国发明专利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。该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。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;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;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;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;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。围绕该研究承担或完成国家基金、山东省基金重大等课题10余项,发表SCI、EI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。该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;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;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;提出了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;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。围绕该项目承担或完成国家基金3项;发表SCI、EI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。该研究实现了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;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;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;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。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-气-水多相流动流型演化规律的全耦合群平衡模型。围绕该研究承担或完成国家基金3项;发表SCI、EI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。