CPU功率的不断提升直接导致了更多热量的产生，为了能在有限的散热空间内仍能使

　　CPU正常运行，必须提高散热片的散热性能，而传统的基于经验设计散热片的方法已很难

　　继续提高散热片的散热性能。为了提高散热性能，本文在不改变现有工况(如散热空间、散

　　传统的散热片形状如图1所示，其作用是把CPU(功率大约为80W)中产生的热量散发

　　出去，使CPU在运行时的温度不超过安全的定值(一般为70℃～80℃)。为更快的把CPU

　　上产生的热量散发出去，散热片通常采用导热系数高的金、铜、铝等材料。然而，为了降低

　　APDL是一门可用来自动完成有限元分析或通过参数化方式建立分析模型的脚本语言。

　　如图1所示的平板式散热片，在已知翅片数(N=16)和底座长、宽(0.08m×0.08m)的情况下，

　　国家自然科学基金重点项目（50436010）、全国优秀博士论文作者专项基金资助项目（200027）、国家重点

　　基础研究发展计划（973计划）2005CB724100资助、新世纪优秀人才支持计划（NCET-05-0651）

　　APDL语言建立散热片有限元模型后所进行的热分析过程，实质就是通过有限元素法求

　　解散热片各个节点的温度值，其原理是：在直角坐标中，从散热片中任意取出一个立方形控

　　由于散热片是具有内热源的三维导热问题，所以当散热片的体积为V，其边界曲面为

　　把散热片离散成E个单元和m个节点，对每个待求的节点温度可以建立一个代数方程，

　　为了在有限空间内使散热片的散热性能达到最好，应使散热片中温度最高的节点温度尽

　　式中 ) (X TMP 为优化的目标函数，即散热片中温度最高节点的温度值，X为设计向量。

　　对如图 1 所示的铝制平板式散热片(工况为：CPU 功率为 80W，散热片对流换热系数

　　度不能超过0.004m，如果超过这个值，其散热效果会随着翅片间散热空间的减少而降低)时，

　　一定的空间限制，其整体高度不能超过0.04m)时，根据前面的优化模型，可得到优化结果

　　通过分析计算得到最高点温度为TMP=70.548℃。优化后的最优结果为：

　　本文提出了CPU 散热片结构优化算法，并以平板式散热片为例，验证了本文提出的优化

　　本文将ANSYS 的优化算法应用于散热片的优化设计中，并通过实例得到验证。

　　[1] 龚曙光，谢桂兰.ANSYS 操作命令与参数化编程.北京：机械工业出版社，2003

　　[4] 周顺生,范晋伟等.有限元分析在数控铣床热变形方面的研究.微计算机信息，2005（8）：

　　张远波(1980.03),男,硕士研究生,研究方向:机电表面功能结构及相关热物理问题

　　通信地址：湖北省武汉市华中科技大学东13 舍230 室 张远波收 邮编：430074