تم مناقشة اطروحة الدكتوراه للطالبة هبة مظفر هاشم في قسم الهندسة الميكانيكية عن البحث الموسوم Thermal Analysis and Control of Printed Circuit Board PCB Equipped with Perforated Fins Heat Sink with Inclination and Vibration Effects
في يوم الخميس الموافق 22-4 – 2021 وبأشراف أ.د احسان يحيى حسين
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة
- اللقب العلمي أ.د عبد الحسن عبد كرم الله جامعة التكنولوجية / قسم الهندسة الميكانيكية رئيسا
- اللقب العلمي أ.د ماجد حميد مجيد جامعة التقنية الوسطى / الكلية التقنية الهندسية-بغداد عضوا
- اللقب العلمي أ.د نجم عبد جاسم جامعة بغداد / كلية الهندسة عضوا
- اللقب العلمي أ.د نبيل حسن هادي جامعة بغداد / كلية الهندسة عضوا
- اللقب العلمي أ.د فراس محمد طعيمة جامعة بغداد / كلية الهندسة عضوا
- اللقب العلمي أ.د احسان يحيى حسين جامعة بغداد / كلية الهندسة مشرفا
تناول البحث
تم دراسة تحليل الأداء الحراري والتحكم في لوحة الدوائر المطبوعة PCB مع أنواع مختلفة من الأغوار الحرارية ، بما في ذلك تأثيرات الميل والثقوب والاهتزاز. في الجزء العددي، تم إجراء تحليل النماذج للحالات المستقرة والعابرة باستخدام حزمة ANSYS Fluent. تم إجراء التحليل لكل من نقل الحرارة بالحمل الحراري الطبيعي والقسري(Re=1.4* باستخدام أنواع مختلفة من الأغوار الحرارية. كان النموذج المادي هو خزانة الكمبيوتر مع نوع اللوحة الأم (GA-EPS1-DS3L) مع جميع الأجزاء المهمة.
تم استخدام نفس النموذج المادي للجزء العددي في الجزء التجريبي، واعتمدت أغوار الحرارة المصنعة المختارة على نتائج التحسين العددي. هذه الأغوار الحرارية هي؛ الغور الحراري الدائري والمستقيم والمثقب، والذي تم فحصه في كل من الحمل الحراري الطبيعي والقسري. تم إجراء 51 مجموعة من التجارب. يهدف هذا الجزء أيضًا إلى تحديد درجة الحرارة القصوى، في وجود وعدم وجود اهتزاز للوضع الرأسي لخزانة الكمبيوتر. تم التحكم في درجة حرارة النظام من خلال بناء نظام تحكم باستخدام برنامج ARDUINO 1.8.12 مع برامج مكتوبة بواسطة برنامج C++ . تم قياس التردد الطبيعي الأساسي لخزانة الكمبيوتر والأجزاء المهمة. تم استخدام برنامج Sigview لتحليل الإشارات التي تم الحصول عليها من أجل الاهتزاز الحر والقسري، ثم تقييم تحليل منحنى التردد الطبيعي )تحويل فورييه السريع)FFT. أظهرت النتائج العددية أن درجة الحرارة تتناقص مع زيادة الميل، ويعطي الوضع الرأسي أفضل سلوك حراري, يؤدي دوران الغور الحراري للزعنفة المتعامدة مع المستوى الأفقي إلى تقليل درجة الحرارة بحوالي 35.6٪ و 23.9٪ للغور الحراري بدون ومع وجود ثقوب على التوالي. يقلل الثقب من درجة الحرارة بحوالي 20.4٪ عندما تكون الزعانف موازية لمستوى أفقي في الحمل الحراري الطبيعي. يؤدي الاهتزاز إلى انخفاض في درجة الحرارة بحوالي 52.3٪ و 61.8٪ و 66.15٪ لوحدة المعالجة المركزية (CPU) و N.B و S.B على التوالي لغور الحرارة بدون ثقب في الحمل الحراري الطبيعي. في الحمل الحراري القسري، لا يؤثر الاهتزاز على درجة الحرارة القصوى حتى تصل سرعة الاهتزاز إلى 4.23 م / ث. في هذه الحالة، عندما تكون النسبة Vv / Vf (سرعة الاهتزاز إلى سرعة المائع) أقل من 6.39، لا يظهر أي تأثير للاهتزاز، ولكن بالنسبة للقيم الأكبر لهذه النسبة، تنخفض درجة الحرارة بنحو 7.15٪ ، و 11.08٪ ، و 21.8٪ لوحدة المعالجة المركزية، و N.B ، و S.B على التوالي. يقلل الحمل القسري من درجة الحرارة بحوالي 76.6٪ ، 49٪ ، 50.38٪ للغور الحراري للزعانف الدائرية والمستقيمة والمثقبة على التوالي مقارنة بالحمل الحراري الطبيعي. يقلل الغور الحراري للزعانف العمودية المستقيمة درجة الحرارة بحوالي 52.5٪ للحمل الحراري الطبيعي بالمقارنة مع الغور الحراري الدائري. تظهر النتائج التجريبية نفس السلوك العام لكافة التأثيرات المدروسة في الجانب العددي. تعطي المقارنة مع بعض الدراسات السابقة توافقًا جيدًا، وكان الحد الأقصى والحد الأدنى للانحراف تقريبًا 9.8٪ و 2.2٪. كما أعطت المقارنة بين النتائج العددية والتجريبية للعمل الحالي توافقًا جيدًا، فالعلاقة بين درجة الحرارة وسرعة الاهتزاز تعطي نفس السلوك العام في حالة الحمل الحراري الطبيعي والقسري. كان الحد الأدنى والحد الأقصى للانحراف 0.37٪ و 7.75٪ على التوالي.
