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CPU 쿨러의 열 및 응력 해석에 관한 융합 연구
A Convergent Investigation on the thermal and stress analyses of CPU Cooler 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.11 no.8, 2020년, pp.153 - 158  

최계광 (공주대학교 금형설계공학과) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본 연구에서는 CPU쿨러 모델에서 100℃의 온도 조건을 가하여서 열 및 응력 해석을 하였다. 열유속의 값은 아래쪽 봉 부분에서 가장 많고 전반적으로 위쪽 부분으로 갈수록 열유속이 작아짐을 볼 수 있다. CPU 쿨러 모델의 제일 바닥에 있는 면에서 제일 높음을 알 수 있고 전반적으로 위쪽 부분으로 갈수록 온도는 작아짐을 볼 수 있다. 온도 해석을 기반으로 열팽창으로 인한 열변형은 겹판들의 위부분으로 갈수록 변형량이 작아짐을 알 수 있고, 모델의 아래부분으로 작은 봉의 휘어진 부분에서 변형량이 많이 발생하고 모델 맨 아래의 바닥면에서는 변형량이 가장 작음을 볼 수 있다. 또한 열응력은 아래의 바닥면에서 570.63 MPa의 최대 열응력이 발생하고 있다. 겹판들의 위부분으로 갈수록 응력이 작아짐을 알 수 있으나, 모델의 중앙부분에서는 그 응력이 다소 높아짐음을 볼 수 있다. CPU 쿨러의 열 및 응력에 대한 연구결과를 적용함으로서, 본 연구가 미적인 융합에 적합된다고 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the thermal and stress analyses were performed by applying a temperature condition of 100℃ at CPU cooler model. The value of heat flux value is shown to be the most at the lower rod area. The upper part becomes, the smaller the heat flow rate. The highest temperature is shown a...

주제어

#CPU 쿨러   #열해석   #응력해석   #온도   #응력   #융합  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 연구에서는 CPU 쿨러 모델을 설계하여 열 해석을 하였다[1-8]. CPU 쿨러 성능에 영향을 미치는 요소가 많지만 해석을 위해서 CPU쿨러 핀 크기와 개수는 실제 형상에 따라 설계[9-12]하고 CPU팬의 성능에 따라 강제대류의 열전달 계수 값이 팬의 성능과 주변 대기온도에 따라 변하기 때문에 쿨러 자체의 열전달 능력[13-16]을 고찰하기 위하여 열해석을 수행하였다. 본 연구 결과는 실제적으로 CPU 쿨러의 열 및 응력을 실험하지 않고서도 그 열 및 응력 값을 조사하는데에 효과적으로 사용할 수 있다.
  • 7은 온도에 대한 등고선을 나타낸 것으로서 제일 바닥에 있는 면에서 100℃로 제일 높음을 알 수 있고 전반적으로 위쪽 부분으로 길수록 온도는 작아짐을 알 수 있다. 또한 온도 해석을 기반으로 열팽창으로 인한 열변형 및 열응력을 고찰하였다. Fig.
  • 하지만 재료가 열전달을 못하면 쉽게 CPU에 쓰로틀링이 걸려 CPU의 연산속도 및 정확도에 문제가 발생해 오류가 있으므로 이러한 단점을 줄이기 위한 연구들이 CPU 시장에 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 CPU 쿨러 모델을 설계하여 열 해석을 하였다[1-8]. CPU 쿨러 성능에 영향을 미치는 요소가 많지만 해석을 위해서 CPU쿨러 핀 크기와 개수는 실제 형상에 따라 설계[9-12]하고 CPU팬의 성능에 따라 강제대류의 열전달 계수 값이 팬의 성능과 주변 대기온도에 따라 변하기 때문에 쿨러 자체의 열전달 능력[13-16]을 고찰하기 위하여 열해석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 CPU 쿨러에 사용되는 CPU쿨러를 설계하였다.
  • 본 연구에서는 CPU쿨러 모델에서 100℃ 온도 조건을 가하여서 열 및 응력 해석을 하였다. 그 연구 결과는 다음과 같다.
  • 해석을 위한 메시의 개수 및 절점수 및 요소수는 168855 개 및 78835개이다. 본 연구에서의 모델에 대한 유동 해석의 경계조건으로서 Fig. 3과 같이 CPU에 접촉하는 면에 100℃ 의 온도 조건을 주었으며, Fig. 4와 같이, 대류에 의한 열전달은 자연대류 조건으로서 공기와 접촉하는 부분에서 22℃의 온도로 설정했다. 모델의 재질은 구조용강으로서 Table 1과 같다.
  • 1에서와 같이 Catia를 활용하여 모델의 크기는 길이가 120mm 폭이 150mm 높이가 172mm로 이루어져 있다. 지름이 4mm인 Model을 설계하고 ANSYS 프로그램으로서 해석을 수행하였다[11-15]. Fig.

대상 데이터

  • CPU쿨러 관 형상은 Fig. 1에서와 같이 Catia를 활용하여 모델의 크기는 길이가 120mm 폭이 150mm 높이가 172mm로 이루어져 있다. 지름이 4mm인 Model을 설계하고 ANSYS 프로그램으로서 해석을 수행하였다[11-15].
  • 2는 연구 모델의 형상에 대한 메시의 모양을 보여 주고 있다. 해석을 위한 메시의 개수 및 절점수 및 요소수는 168855 개 및 78835개이다. 본 연구에서의 모델에 대한 유동 해석의 경계조건으로서 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열 유입은 어떻게 정의되었는가? 5는 열유속의 등고선을 나타낸 것으로서, 열유속해석 결과로서 물체의 표면을 통하여 열 유입을 모형화하기 위한 것이다. 단위면적에 대한 단위 시간의 에너지로 정의되며, 구조물의 표면이 크면 클수록 생성되는 에너지의 크기도 증가된다. 열유속 값은 아래쪽 봉 부분에서 0.
본 연구에서 Z축방향의 열유속의 해석 결과는? 11697 W/mm2으로 가장 많고 전반적으로 위쪽 부분으로 길수록 열유속이 작아짐을 알 수 있다. Z축방향의 열유속의 해석 결과로서, 열유속 값은 아래쪽 봉 부분에서 0.10647 W/mm2으로 두드러지게 많아 보이고 전반적으로 위쪽 부분으로 길수록 열유속은 작아짐을 알 수 있다.
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참고문헌 (16)

  1. J. W. Choi & D. G. Kwag. (2019). A Study on the Thermal Analysis of the Valve in the Selective Catalytic Reduction(SCR) System. Journal of the Korea Convergence Society, 10(8), 153-158. DOI : 10.15207/JKCS.2019.10.8.153 

  2. G. G. Choi & J. U. Cho. (2017). Convergence Study due to the Configuration of Radiant Heat Panel of Automotive LED Heat Lamp. Journal of the Korea Convergence Society, 8(3), 199-204. DOI : 10.15207/JKCS.2017.8.3.199 

  3. H. H, Hyeon, B. H, Jeong, J. W. Kim & K. Y. Lee. (2019). A Comparison of Performance on the Orthogonal and Refraction Heat Exchanger Shape in Air Ventilation System. Journal of the Korea Convergence Society, 10(7), 281-287. DOI : 10.15207/JKCS.2019.10.7.281 

  4. S. C. Han & B. G. Lee. (2018). A Study on Convergence Contact Behavior of Friction Heat and Pad on Disk Brake. Journal of the Korea Convergence Society, 9(1), 283-289. DOI : 10.15207/JKCS.2018.9.1.283 

  5. J. H. Lee & J. U. Cho. (2015). Convergence Technique Study through Simulation Thermal Analysis due to the Shape of Electric Heater. Journal of the Korea Convergence Society, 6(6), 241-246. DOI : 10.15207/JKCS.2015.6.6.241 

  6. G. G. Choi & J. U. Cho. (2019). Convergence Study on the Thermal Stress According to the Structure of Automotive Heating Seat. Journal of the Korea Convergence Society, 10(7), 169-174. DOI : 10.15207/JKCS.2019.10.7.169 

  7. J. L. Cui, M. H. Chey & S. I. Kim. (2016). Seismic Performance of Urban Structures with Various Horizontal Irregularities using Equivalent Static Analysis. Journal of Convergence for Information Technology, 6(1), 25-32. DOI : 10.22156/CS4SMB.2016.6.1.025 

  8. W. B. Lee, S. H. Ryu, W. Y. Hao & B. P. Kyung. (2015). Dismantling Simulation of Nuclear Reactor Using Partial Mesh Cutting Method for 3D Model. Journal of Digital Convergence, 13(4), 303-310. DOI : 10.14400/JDC.2015.13.4.303 

  9. C. S. Won, N. K. Hur & S. H. Kwon. (2013). Flow Analysis of Automotive Oil Pump of Gerotor Type. The KSFM Journal of Fluid Machinery, 6(4), 7-13. DOI : 10.5293/KFMA.2003.6.4.007 

  10. C. H. Choi, J. G. Noh & J. H. Kim. (2010). Numerical Simulation of Cavitating Flow Around Turbopump Inducer. The KSFM Journal of Fluid Machinery, 13(3), 49-53. DOI : 10.5293/KFMA.2010.13.3.049 

    원문보기 상세보기 crossref

  11. S. H. Jo, J. I. Park & K. W. Nam. (2006). Numerical Simulation in the IC Engine Lubricating Gerotor Oil Pump. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B, 30(10), 1019-1025. DOI : 10.3795/KSME-B.2006.30.10.1019 

    원문보기 상세보기 crossref

  12. S. H. Lee & N. K. Hur. (2007). Numerical Study on Effects of Design Factors on Flow Characteristics of a Vane Pump. The KSFM Journal of Fluid Machinery, 10(6), 24-31. DOI : 10.5293/KFMA.2007.10.6.024 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. D. R. Lee. (2015). Flow Analysis of a Thermopneumatic Micropump For Different Shapes of PDMS Membrane. Journal of the Korean Society of Mechanical Technology, 17(2), 245-250. DOI : 10.17958/ksmt.17.2.201504.245 

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  14. J. U. Cho. (2012). Flow analysis of air due to the shapes of motorbike. Journal of Korean Society of Mechanical Technology, 14(1), 53-60. DOI : 10.17958/ksmt.14.1.201202.53 

  15. J. N. Park. (2013). A Study on the Flow Control Forming Process and Experiment Device of Drum Clutch for Automatic Transmission. Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, 12(6), 69-76. DOI : 10.14775/ksmpe.2013.12.6.069 

    원문보기 상세보기 crossref

  16. M. R. Kim, S. J. Lee, L. Li & D. W. Lee. (2016). A study on lubrication Properties of a Dimple Pattern using an Average Flow Analysis with a Contact Model of Asperities. Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, 15(6), 41-49. DOI : 10.14775/ksmpe.2016.15.6.041 

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