能动科创风采录|邓宸坤团队:探热前沿新路径 奋力攻坚助腾飞

学术   2024-11-24 21:00   北京  


团队介绍

团队成员包括邓宸坤(未央能动21级)、高子涵(未央能动21级)、唐博宇(航院22级)、金宇轩(能动系23级),指导老师是曹海山,团队科创作品为高热流密度电子器件液体冷却装置。团队科创作品曾获清华大学能源动力设计大赛一等奖清华大学“挑战杯”二等奖全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖

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团队缘起:携手前行,探索高热流密度

散热途径

在2023年夏季,我与高子涵、唐博宇建立科创团队,后续金宇轩同学加入。经过曹海山老师的指导和初步文献调研,我们了解目前高热流密度电子器件的功率与可靠性受限于散热问题,并且散热装置的能耗较大。于是我们想从提升散热能力和降低装置能耗两方面设计散热装置。

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装置设计:从“天马行空”到的拓扑优化的

思路转变

散热装置中的热沉决定了散热能力和能耗,于所以我们的设计重点落在了热沉的结构设计上。由于对结构设计没有经验,我凭借直觉设计了很多“天马行空”的热沉结构。

“天马行空”的微通道结构

但后来发现这些结构既没有很大的性能提升,也不容易加工。于是我们借鉴现有文献的方法,决定采用拓扑优化的方法对热沉结构进行设计。拓扑优化对我们这样的小白并不容易,我们只能逐步摸索做优化的细节。在经历了几周的失败与尝试后,我们利用系统对称性,采用二维拓扑优化,终于得到了一个性能较好的热沉微通道结构。

拓扑优化歧管微通道热沉及冷却装置

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竞赛历程:挑战中的成长与创新实践

凭借着设计出的结构,我们团队陆续参加能源动力设计大赛和挑战杯。但其实在参赛的过程中我们一直面临一个重要的问题:我们预设的热沉尺寸非常小,并且内部还有细小的强化传热结构,一直找不到加工方法。我们需要选用的高热导率材料往往加工比较困难。在联系了多家工厂后,我们最终决定放大热沉结构,采用3D打印进行加工。我在其中还针对实验台与密封进行散热装置结构的完整设计。终于在最后加工出散热装置。可惜的是,在参加节能减排大赛前并没有完成实验,这给我们一个教训:要对整个项目做好时间规划,多条支线可以并行推进以节省时间。

团队成员参加挑战杯

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团队感悟

邓宸坤:这次科创对我意义重大。我作为团队队长,体会到完成整个项目的困难。从一开始的稚嫩的想法,到想法的逐步完善和实现,再到实物的制造与实验,每一个阶段都遇到了不可预见的困难,但凭借老师的指导与团队的努力,都被一一解决。但也正是这些困难提升了我的学术技能水平、表达能力,更是点燃了我对热管理领域的热情,帮助我在这一领域继续前行。


高子涵:通过这次宝贵的科研经历,我不仅将课堂上所学的传热学和计算流体力学知识成功应用于实践中,更在这一过程中深化了对这些领域的理解和掌握。我学会了使用Fluent、COMSOL等CFD工业软件,这些技能无疑为我的研究生科研生涯奠定了坚实的基础。在这一年的探索中,我深刻地体会到了科研之路的曲折与不易。无数次面对不尽如人意的仿真结果,我学会了正视科研中的不确定性和挑战,这种经历让我变得更加坚韧和耐心。与此同时,与一群优秀的伙伴并肩作战,让我深刻体会到了团队合作的重要性。我们共同面对困难,携手攻克难关,这种合作精神不仅增强了我们的凝聚力,也让我学会了如何在团队中发挥自己的优势,弥补不足。在与伙伴们的交流中,我更加清晰地认识到了自己的短板,这让我更加谦虚地向他们学习,不断汲取新的知识和经验。总之,这次科研经历不仅让我在知识和技能上得到了显著的提升,更让我在团队合作和个人成长方面收获了宝贵的经验。我深知,只有保持谦虚和学习的态度,才能够在科研的道路上不断前行,取得更大的成就。


唐博宇:这一年的“科创优才”计划的经历让我受益匪浅。在这一过程中遇到了许许多多的困难,但在大家的努力之下,都一一克服了。虽然我在这个项目中并没有负责到核心内容,但是我也体会到了科创的乐趣。感谢老师、学长的帮助,在这一年内,我收获的不止是进行科创的能力,更有团队协作的精神,面对困难不退缩的勇气。在以后的生活中,我将继续努力,保持自己的好奇心、创新力,不断迎接新的挑战。


金宇轩:这次科创项目的经历让我受益匪浅,通过这次项目,我不仅对芯片散热技术有了更为深入的了解,同时也深刻的体会到科研工作者的使命与担当。从理论到实践,从失败到成功,科研的每一步都离不开团队成员的共同努力和坚持不懈。这次经历使我清晰的认识到科研工作的艰辛与乐趣所在。未来我将继续学习专业知识,不断提升科研能力,为国家节能减排事业贡献自己的力量。

 文案 | 邓宸坤团队

排版 | 能动系学生科协

 审核 | 唐振元 卓昱杭 张扬

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