초록 ▼

1. 기술개발목표
1) 기존의 Liquid Cooling System에서의 열 및 유체 유동 해석 DB 구축
2) 차기 개발 제품에서의 Radiator 및 방열판의 최적화 기술 적용 및 DB 구축
3) 고성능 쿨링시스템의 구축과 신모델에서의 형상 구현 및 시제품 제작
4) 최적의 Liquid Cooling System 개발
2. 기술개발의 목적 및 중요성
CPU 등의 반도체 발열량 증가는 공랭식 냉각모듈의 최대 열부하(150W) 냉각한계와 강제유동에 의한 소음을 유발하므로, 이를 극복할 냉각 솔루션으

1. 기술개발목표
1) 기존의 Liquid Cooling System에서의 열 및 유체 유동 해석 DB 구축
2) 차기 개발 제품에서의 Radiator 및 방열판의 최적화 기술 적용 및 DB 구축
3) 고성능 쿨링시스템의 구축과 신모델에서의 형상 구현 및 시제품 제작
4) 최적의 Liquid Cooling System 개발
2. 기술개발의 목적 및 중요성
CPU 등의 반도체 발열량 증가는 공랭식 냉각모듈의 최대 열부하(150W) 냉각한계와 강제유동에 의한 소음을 유발하므로, 이를 극복할 냉각 솔루션으로 Liquid Cooling System이 선도되어 컴퓨터 냉각시장에서의 영역을 확고히 하였다. 그러나 현재와 같이 급속한 반도체의 발열 증가와 같은 계속적인 시장변화 속에서 지속적인 기술 우위를 가지고 세계에서 경쟁하기 위해서는 고성능 및 저소음의 냉각방식을 적용하여 새로운 개념의 열교환기와 팬 배치를 통한 냉각 모듈 최적화의 개발과 함께 축적된 기술력의 확보 및 솔루션의 개발이 필요하다.
3. 기술개발의 내용 및 범위
1) 기존 Liquid Cooling System의 부적합부 자료 확보, 형상인자등 자료 확보 후 열 유동 수치해석 및 팬 소음 해석/실험 (슈퍼컴퓨터 활용)
2) 여타의 냉각 모듈과 Liquid Cooling System의 열 유동 해석의 CFD 수치해석 자료 획득를 통한 DB 구축 (슈퍼컴퓨터 활용)
3) 모사실험장치 구성(모사발열 및 유동에 따른 성능 실험, 소음 레벨 실험)
4) 최적화된 저/무소음 지향의 新Liquid Cooling System 구축, 샘플 제작 및 실험
4. 기술개발 결과
기존 Liquid Cooling System 및 타 냉각 모듈의 열 유동 해석의 자료를 확보하여, 현 냉각모듈의 개선 필요점을 획득 하였다. 슈퍼컴퓨터를 사용한 상용CFD의 활용으로 新Liquid Cooling System을 개발 할 수 있는 최적 설계자료 도출하므로, 적합한 최적화 된 열교환기 및 방열판을 연구 및 개발을 하였다. 저소음 환경에서 낮은 열저항을 갖는 新Liquid Cooling System을 개발하는 결과를 얻을 수 있었다.
5. 기대효과
시장의 요구에 따른 즉각적이고 유동적인 대처가 가능한 최적 설계의 기술력을 확보하고, 이에 따른 다양한 제품군을 형성함으로서, 냉각 모듈 시장에서 주도적 위치를 공고히 할 수 있을 것으로 기대된다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 과제 요약서(초록) ... 4
• 목차 ... 5
• 제 1 장 기술개발 개요 ... 8
• 제 1 절 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 8
• 제 2 절 국내외 관련기술 현황 및 특허동향 ... 12
• 1. 국내외 냉각 기술현황 ... 12
• 2. 현존기술의 한계 ... 15
• 3. 특허 동향 ... 15
• 제 3 절 기술개발 목표 및 내용 ... 16
• 1. 기술개발 최종 목표 ... 16
• 2. 기술개발의 평가 방법 및 평가 항목 ... 16
• 3. 기술개발의 내용 ... 17
• 제 2 장 기술개발 관련이론, 해석 및 실험장비 ... 19
• 제 1 절 관련이론 ... 19
• 1. Liquid Cooling System의 구성요소 ... 19
• 2. 총열저항 (Total thermal resistance) ... 23
• 3. 지배 방정식 (Governing equations) ... 25
• 4. 소음 (noise) ... 27
• 제 2 절 수치해석 기법 ... 29
• 1. 전처리기 (Pre-processor) ... 29
• 2. 솔버(Solver) ... 30
• 3. 후처리기(Post-processor) ... 30
• 4. SC/Tetra의 해석기법 ... 30
• 제 3 절 한국과학기술정보연구원(KISTI) 슈퍼컴퓨팅 ... 33
• 1. 슈퍼컴퓨터개요 ... 33
• 2. Gaia 시스템특징 및 사용 환경 ... 33
• 3. Gaia 시스템의 SC/Tetra ... 34
• 4. Load Leveler를 통한 소프트웨어 운용 및 기술지원 ... 35
• 5. 슈퍼컴퓨터 관련기술 구현 ... 35
• 제 4 절 실험장치 ... 36
• 1. 모사발열 모듈(dummy heater module) ... 36
• 2. 온도 측정 실험장비 ... 38
• 3. 소음 측정 실험장비 ... 39
• 제 3 장 기술개발 결과 ... 41
• 제 1 절 기존 냉각 모듈의 분석 ... 41
• 1. 공랭식 냉각모듈 ... 41
• 2. 내장형 수냉식 모듈 ... 43
• 3. 외장형 수냉식 모듈 ... 44
• 제 2 절 Liquid Cooling System의 요소설계 및 수치해석 ... 52
• 1. 워터블록 ... 52
• 2. 열교환기 ... 64
• 제 3 절 Liquid Cooling System의 시제품 제작, 해석 및 실험 ... 70
• 1. 시제품 개발목표 ... 70
• 2. 시제품 정의 ... 71
• 3. 시제품의 라디에이터 설계 및 해석 ... 72
• 3. 시제품의 제작 ... 75
• 4. 시제품의 성능 시험 ... 76
• 제 4 장 과제 후기 및 사업화(제품화) 계획 ... 86
• 제 1 절 과제 후기 ... 86
• 1. 개발기간 및 비용 절감 ... 86
• 2. 기대효과 ... 87
• 3. 활용방안 ... 88
• 4. 학회발표 ... 88
• 제 2 절 사업화 계획 ... 89
• 1. 상품화 이전계획 ... 89
• 2. 사업화계획 ... 89
• 참고문헌 ... 90