随着现代社会的飞速进步,计算机已成为人们工作、生活、学习中的重要帮手,这就促使其性能不断地提高来满足我们的需要,但同时也随之产生了一些问题。比如由于CPU芯片的集成度、封装密度以及工作频率的不断提高,导致它的功率不断增大,发热量惊人上升。CPU温度过高将会影响计算机的可靠性及稳定性,所以在CPU上加装散热器成为降低CPU温度的必要手段。CPU散热器是流体力学和传热学领域的重要研究对象之一,本文主要对CPU风冷散热器在空气强制对流条件下的散热性能进行实验研究,并对散热器的流场及温度场进行数值模拟。从理论上分析了散热器散热性能的评价方法可以从三个方面进行:瞬时储热能力;散热器的热阻;芯片表面温度及其降低过程。为实验测试平台的设计提供了理论基础。以市场上现有的、目前PC机使用最多的一款放射状铜铝复合式CPU散热器作为实验研究对象,设计、制作了测试该散热器的散热性能的实验装置,通过改变输入电压来改变风道风速和模拟芯片的发热功率,得到了散热器在不同风速、不同加热功率下的强制风冷时的散热性能曲线,总结出功率和风速对散热过程的影响,为后面的数值模拟提供了基础,为改进散热器提供了实验数据。建立了散热器的数值模型,利用商业软件FLUENT对不同工况下的散热器的流场和温度场进行数值模拟,获得了流动和换热的细节,进而对散热器的性能进行了深入细致的分析,得到进口风速及风温对散热性能的影响,并与实验结果进行比较,同时验证了实验装置的可行性和测试结果的正确性。还发现流体在散热器靠近铜芯的下半部分存在回流区,回流区的存在使该区域的散热速度减缓,导致散热效果变差。针对散热器结构上存在的不足,提出了一种结构改进方案。