최근 전자 장비의 소형화, 고기능화 및 고집적화 추세에 따라 중앙 처리장치와 같은 전자 장비의 중요 소자들의 발열량이 증가하고 있다. 이러한 발열은 기기의 성능 저하 및 수명 단축을 야기하는 주된 원인이 된다. 이를 극복하기 위하여 일반적으로 강제냉각 팬과 방열판, 수냉 쿨러 등이 사용되나, 냉각 팬은 전력 소모량의 증가와 소음의 원인이 되고 방열판은 장치의 소형화 요구에 따라 크기에 제한이 있으며, 수냉 쿨러는 추가 비용과 누수의 위험이 따른다. 장비의 추가 부착 없이 전자장비의 발열 문제를 해결하고자 팬 위치에 따른 컴퓨터 본체 내부 공기 유동을 분석해 효율적인 열 배출을 위한 PC 케이스를 설계하는 방법이 제안된 바 있다. 또 방열판의 형상에 따른 소자 온도 변화를 분석, 이를 기반으로 하는 방열판 형상의 ...
최근 전자 장비의 소형화, 고기능화 및 고집적화 추세에 따라 중앙 처리장치와 같은 전자 장비의 중요 소자들의 발열량이 증가하고 있다. 이러한 발열은 기기의 성능 저하 및 수명 단축을 야기하는 주된 원인이 된다. 이를 극복하기 위하여 일반적으로 강제냉각 팬과 방열판, 수냉 쿨러 등이 사용되나, 냉각 팬은 전력 소모량의 증가와 소음의 원인이 되고 방열판은 장치의 소형화 요구에 따라 크기에 제한이 있으며, 수냉 쿨러는 추가 비용과 누수의 위험이 따른다. 장비의 추가 부착 없이 전자장비의 발열 문제를 해결하고자 팬 위치에 따른 컴퓨터 본체 내부 공기 유동을 분석해 효율적인 열 배출을 위한 PC 케이스를 설계하는 방법이 제안된 바 있다. 또 방열판의 형상에 따른 소자 온도 변화를 분석, 이를 기반으로 하는 방열판 형상의 최적화를 위한 연구 결과가 제안되었다. 본 연구에서는 CCD 카메라 등에 널리 사용되는 디지털 영상저장 및 전송장비(DVR) 내부의 공기 유동을 직접 제어하여 방열을 수행하기 위한 유동제어 구조물의 설계를 수행하였다. 제시된 유동제어 구조물은 기존 결과와는 차별된 단순한 구조의 얇은 판으로 구성되어 있으며, 환풍구에서 유입된 공기 유동이 강제적으로 CPU를 지나 방출팬을 통해 빠져나가도록 유도하여 효율적인 방열 효과를 얻을 수 있도록 한다. 해석에는 전산 유체역학 분석 패키지인 FlowVision을 통한 3차원 유한체적방법을 사용하였으며, 구조물의 크기와 위치는 매개변수 연구 기법을 통하여 결정하였다. 또한 민감도를 낮춘 초기형상을 기반으로 매개변수 연구 기법을 진행시켜 본 결과, 해당 예제에서 매개변수 연구기법을 어떻게 적용하냐 에 따라 cpu의 최종 온도가 초기형상에 구애 받지 않고 효과적으로 낮아짐을 확인하였다. 실제 DVR 기기에서의 실험 결과 최종적으로 CPU의 온도를 16.1 ℃ 감소시키는 유동제어 구조물의 최적형태를 도출할 수 있었다.
최근 전자 장비의 소형화, 고기능화 및 고집적화 추세에 따라 중앙 처리장치와 같은 전자 장비의 중요 소자들의 발열량이 증가하고 있다. 이러한 발열은 기기의 성능 저하 및 수명 단축을 야기하는 주된 원인이 된다. 이를 극복하기 위하여 일반적으로 강제냉각 팬과 방열판, 수냉 쿨러 등이 사용되나, 냉각 팬은 전력 소모량의 증가와 소음의 원인이 되고 방열판은 장치의 소형화 요구에 따라 크기에 제한이 있으며, 수냉 쿨러는 추가 비용과 누수의 위험이 따른다. 장비의 추가 부착 없이 전자장비의 발열 문제를 해결하고자 팬 위치에 따른 컴퓨터 본체 내부 공기 유동을 분석해 효율적인 열 배출을 위한 PC 케이스를 설계하는 방법이 제안된 바 있다. 또 방열판의 형상에 따른 소자 온도 변화를 분석, 이를 기반으로 하는 방열판 형상의 최적화를 위한 연구 결과가 제안되었다. 본 연구에서는 CCD 카메라 등에 널리 사용되는 디지털 영상저장 및 전송장비(DVR) 내부의 공기 유동을 직접 제어하여 방열을 수행하기 위한 유동제어 구조물의 설계를 수행하였다. 제시된 유동제어 구조물은 기존 결과와는 차별된 단순한 구조의 얇은 판으로 구성되어 있으며, 환풍구에서 유입된 공기 유동이 강제적으로 CPU를 지나 방출팬을 통해 빠져나가도록 유도하여 효율적인 방열 효과를 얻을 수 있도록 한다. 해석에는 전산 유체역학 분석 패키지인 FlowVision을 통한 3차원 유한체적방법을 사용하였으며, 구조물의 크기와 위치는 매개변수 연구 기법을 통하여 결정하였다. 또한 민감도를 낮춘 초기형상을 기반으로 매개변수 연구 기법을 진행시켜 본 결과, 해당 예제에서 매개변수 연구기법을 어떻게 적용하냐 에 따라 cpu의 최종 온도가 초기형상에 구애 받지 않고 효과적으로 낮아짐을 확인하였다. 실제 DVR 기기에서의 실험 결과 최종적으로 CPU의 온도를 16.1 ℃ 감소시키는 유동제어 구조물의 최적형태를 도출할 수 있었다.
In this study, the shape of the flow control structure within a DVR was designed for heat dissipation of the CPU. The proposed design consists of three thin metal plates, which directly control the air flow inside the DVR box and force the air to pass through the CPU for efficiently dissipating heat...
In this study, the shape of the flow control structure within a DVR was designed for heat dissipation of the CPU. The proposed design consists of three thin metal plates, which directly control the air flow inside the DVR box and force the air to pass through the CPU for efficiently dissipating heat from the CPU. The shape and location of the structure was determined by parametric studies. To verify the design result, we carried out a three-dimensional time dependent numerical analysis using a commercial fluid dynamics analysis package FlowVision. As a result of experiments with a actual DVR equipment, it is confirmed that the temperature of the CPU is significantly reduced compared to the initial model.
In this study, the shape of the flow control structure within a DVR was designed for heat dissipation of the CPU. The proposed design consists of three thin metal plates, which directly control the air flow inside the DVR box and force the air to pass through the CPU for efficiently dissipating heat from the CPU. The shape and location of the structure was determined by parametric studies. To verify the design result, we carried out a three-dimensional time dependent numerical analysis using a commercial fluid dynamics analysis package FlowVision. As a result of experiments with a actual DVR equipment, it is confirmed that the temperature of the CPU is significantly reduced compared to the initial model.
주제어
#방열 유동제어구조물 형상설계 매개변수 연구기법 실험설계법 반응표면법 전산유체역학 CPU DVR Heat dissipation Flow control structure Shape design Parametric study Computational Fluid Dynamics Central Processing Unit Digital Video Recorder
학위논문 정보
저자
정병윤
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내석사
학과
Department of Mechanical Engineering
지도교수
Jeonghoon Yoo
발행연도
2018
총페이지
vi, 38장
키워드
방열 유동제어구조물 형상설계 매개변수 연구기법 실험설계법 반응표면법 전산유체역학 CPU DVR Heat dissipation Flow control structure Shape design Parametric study Computational Fluid Dynamics Central Processing Unit Digital Video Recorder
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