Сотрудник механико-математического факультета ТГУ разрабатывает численную модель, которая позволит оптимизировать теплообмен в различных электронных устройствах, например, компьютерах и телефонах. Благодаря этой модели можно будет еще на этапе проектирования выбрать наилучшие условия для размещения тепловыделяющего элемента, что позволит увеличить срок службы электроприборов. В январе автор работы аспирант ММФ Никита Гибанов стал победителем государственного конкурса и три года будет получать стипендию президента РФ.
В конкурсе на соискание этой стипендии участвуют перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики. Работа Никиты Гибанова «Интенсификация теплообмена в замкнутых блоках с нагревателями различных форм, размеров и мощностей тепловыделения» имеет фундаментальный характер, однако создаваемая им модель позволит сэкономить время, средства и усилия при проектировании различных электронных установок.
– Наша модель позволяет менять один параметр и получать решения, не пересчитывая всю задачу. Это существенно экономит время, ведь некоторые трехмерные задачи иногда просчитываются неделями. Мы можем провести расчеты для установок разных размеров, учесть различные перепады температур, расстояние между элементами и их теплопроводность, учесть радиационный механизм теплообмена, а также мощность тепловыделения или другие условия. Вариантов очень много, и мы пытаемся подобрать такие характеристики, при которых улучшается теплообмен, – объясняет Никита.
Есть два типа систем охлаждения тепловыделяющих элементов: активные и пассивные. К активным относятся, например, вентиляторы и жидкостные системы охлаждения в компьютерах, которые, однако, сложно представить в современных гаджетах. В лаборатории моделирования процессов конвективного тепломассопереноса, где ведет свои исследования Никита Гибанов, он изучает пассивные системы, то есть ищет лучшее место для размещения тепловыделяющего элемента. Благодаря его расчетам это положение можно найти еще на этапе проектирования прибора или устройства.
Применение физически обоснованной численной модели к тому же позволит не тратить время, силы и средства на эксперименты и создание экспериментального оборудования.
Работа ведется в рамках гранта РНФ «Моделирование активных и пассивных систем охлаждения тепловыделяющих элементов в электронике и энергетике».
Добавим, что в конце февраля Никита с коллегой будут представлять результаты своих исследований на международной конференции XI International Conference on Thermal Engineering. Theory and Applications в Катаре.