Compartilhamento |
![]() ![]() |
Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17273
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Thermal analysis of heat sinks: an analytical approach using integral transforms |
Título(s) alternativo(s): | Análise térmica de dissipadores de calor: uma abordagem analítica usando a técnica da transformada integral |
Autor: | Corrêa, Lívia Mantuano ![]() |
Primeiro orientador: | Chalhub, Daniel José Nahid Mansur |
Primeiro membro da banca: | Knupp, Diego Campos |
Segundo membro da banca: | Mangiavacchi, Norberto |
Terceiro membro da banca: | Teixeira, Renan de Souza |
Quarto membro da banca: | Gama, Rogério Martins Saldanha da |
Resumo: | The present work develops an analytical approach using the Classical Integral Transform Technique (CITT) for solving heat transfer problems in heat sinks. The mathematical formulation is composed of a three-dimensional base and two-dimensional fins. The oncoming heat flux from a heated chip attached at the bottom of the base needs to be cooled to ensure its good performance and long service life. Fins coupled at the heat sink base’s top are responsible for increase the heat transfer, and the air flows between fins contributing to the temperature’s reduction of the system. The analytical methodology used is the Classical Integral Transform Technique, it is applied to solve the base and fins formulations. The fin-base coupling condition is then used to obtain the temperature field. OpenFOAM simulations are also performed for comparison purposes and to evaluate different shaped fins effectiveness. The developed analytical methodology innovates the study of heat transfer in heat sinks presenting the importance of 2D fin modeling for symmetrical and non-symmetrical cases. |
Abstract: | O presente trabalho desenvolve uma abordagem analítica usando a Técnica de Transformação Integral Clássica (CITT) para resolver problemas de transferência de calor em dissipadores de calor. A formulação matemática é composta por uma base tridimensional e aletas bidimensionais. O fluxo de calor que se aproxima de um chip aquecido preso na parte inferior da base precisa ser resfriado para garantir seu bom desempenho e longa vida útil. As aletas acopladas na parte superior da base do dissipador de calor são responsáveis por aumentar a taxa de transferência de calor e, consequentemente, resfriar o sistema de forma mais eficiente. A metodologia utilizada é a Técnica da Transformada Integral Clássica, aplicada para resolver a formulação das aletas e da base, assim como um acoplamento de base-aleta é realizado nos limites de seus domínios para obter o seu campo de temperatura. Simulações computacionais utilizando o software OpenFOAM também são realizadas para a verificação da metodologia analítica e análise da eficácia das diferentes geometrias de aleta. A metodologia desenvolvida inova no estudo da transferência de calor em dissipadores de calor, apresentando a importância da modelagem 2D de aletas para casos simétricos e não simétricos. |
Palavras-chave: | Engenharia mecânica Calor - Transmissão Análise térmica Transformadas integrais Fluidodinâmica computacional Mechanical engineering Heat - Transmission Thermal analysis Integral transforms Computational fluid dynamics |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
Citação: | CORRÊA, Lívia Mantuano. Thermal analysis of heat sinks: an analytical approach using integral transforms. 2020. 146 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17273 |
Data de defesa: | 19-Ago-2020 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Mecânica |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Dissertação - Lívia Mantuano Correa - 2020 - Completo.pdf | 15,85 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.