经过詹妮弗·汉德,特约编辑
Tessera科技公司的一个多学科团队利用模拟技术开发了一种新的概念,用于冷却用于娱乐、澄清和交流的轻薄平板电脑。
薄型和轻型片剂已成为娱乐,澄清和通信的必备工具。然而,严重的数据处理,呼吁更大的设备和当平板电脑习惯于默默运行时的电源,打开笔记本,或者甚至更薄的Ultrabook,他们注意到的第一件事是...噪音。
为电子设备的最佳性能,管理热量至关重要。对于便携式计算机,截至目前,热管理已经处理了小型机械风扇。不过,薄薄的超级趋势意味着典型的风扇单元现在被挤压成小于10毫米的高度。对于空气隙和外壳的几毫米占顶部和底部,实际的风扇刀片仅测量几毫米,这是推动有效性的极限。
虽然一些最新的风扇可以在小于5毫米的空腔中运行,但性能减少,因为较小的刀片随着每次旋转而少移动,因此必须更快地转动,产生更多的噪音。事实是,工程师几乎耗尽了改善风扇技术的潜力,正如噪音的消费者容忍进一步下降。
作为2001年华盛顿大学的一名学生,奈尔斯·杰维尔-拉森认识到在这一领域进行研究的必要性,并开始了一项发展计划,重点是寻找一种无声的方式来代替扶轮社员。在过去的五年中,他一直担任Tessera Technologies Inc.的高级项目经理,负责一个专家开发工作。最近,Tessera科技公司基于jeell - larsen的研究推出了一款新产品,名为Tessera静音空气冷却。
Silent Air Cooling不是风扇,因为它不使用旋转的叶片来移动空气。它利用电场和带电空气来创造气流,这是一个完全不同的概念。该技术依靠电场将氮气分子充电并推动其进入环境空气;它们与空气中的其他分子碰撞,传递动量并产生连续的层流。
操作涉及在两个电极之间施加电压,这在其中一个电极之间产生非常高的电场,其靠近产生带正电荷的氮离子。产生的离子被推向第二电极,产生恒定的压力源(见下图)。电场不会随着时间而改变,因此没有压力波,因此,几乎没有声音。除了无噪声的情况之外,沉默的空气冷却(SAC)在薄腔内均为小于4毫米,因为它不需要旋转风扇叶片,并且不需要上方或下方的空气增压室。
沉默的空气冷却使用电场和带电空气来产生气流。电场电荷并将氮分子推动在环境空气中,其与空气中的其他分子碰撞,转移动量并产生连续的层流气流。
“模拟一直是我们产品开发的核心,因为团队需要考虑静电学、电荷产生和传输、流体动力学和传热。我们处于一个利基领域,刚开始时还没有专门的模拟软件,所以我们考虑了几个报价。”“我们甚至一度考虑过定制软件。然后我们开始使用COMSOL Multiphysics,因为它具有内置的灵活性。”
首席热工程师Gustavo Joseph指出:“许多软件包可以很容易地独立模拟流体或静电力的运动。很难模拟的是离子的生成、它们在电场中的传输以及产生所需冷却流的对空气分子的作用力。COMSOL Multiphysics使我们能够构建所有自己的方程,并将它们结合到现有的流体动力学和静电学能力中。”
与铅笔相比,静音空气冷却尺寸。
Joseph和Jewell-Larsen使用该程序设计了新技术的核心引擎,称为“鼓风机”。“作为最大限度的目标是最大限度地提高用于冷却的压力和气流,我们模拟了不同的几何形状和材料来优化这些参数。在我们设计了Multiphysics中鼓风机的关键方面,我们将其移开到CAD软件以设计系统的其余部分。“
最终结果是可靠的紧凑型单元,以不到15 dB操作A,低于听力的平均阈值。附加功能包括一个自清洁系统,由于没有轴承,系统易于维护。目标市场包括便携式计算机设备供应商。
结束于Jewell-Larsen,“我们已经证明了该技术在Ultrabooks和我们的目标中的工作是尽可能多的设备中拥有这项技术,设计人员可以自由地建立更薄和更薄的形式因素。这项技术将对用户产生积极影响。“
COMSOL
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