随着电子技术的快速发展,CPU芯片的集成度越来越高,芯片的功率在不断增加,其发热量也越来越高。CPU的工作温度直接影响电脑的稳定性和使用寿命。CPU温度升高会使CPU运行速度下降,要使CPU在正常温度范围内工作,必须采用具有高效散热性能的CPU散热器。离心式CPU散热器具有体积小、结构紧凑、散热效率高等优点,它在轻薄型笔记本电脑中得到了越来越广泛地应用。本文针对轻薄型笔记本电脑的散热需求,建立了离心式散热器的物理数学模型,利用FLUENT软件对该散热器的传热和流动进行数值模拟,分析离心式风扇的效率和散热器的综合散热性能,从离心式风扇叶轮和散热翅片的角度对该离心式散热器进行了优化。本文的主要研究内容如下:首先,以Engine 27 1U型散热器为原型建立了三维的物理数学模型,进行了数值计算,通过对流场、温度场的分布分析了其散热机制;采用裸机平台测试进行了实验测试,并将实验结果与数值计算结果进行了比较,验证了模型和计算方法的正确性及可行性;然后,选取叶片数、叶片出口安装角、叶片入口安装角、短叶片长度这四个因素,建立具有不同参数的离心式风扇模型,并进行四因素三水平的正交实验分析。结果表明,过大或过小的叶片间隙会明显降低质量流率;在风扇2500rpm情况下,以离心式风扇的全压流量效率为评价指标,得到了离心式风扇结构参数的最佳组合:叶片数为18,叶片进口安装角53°,叶片出口安装角度60°,短叶片长度为25mm。最后,将优化后的最佳性能风扇的长叶片由单圆弧曲线改为S形,此模型与原风扇模型相比,其风量增加了2.51%,效率提高了15.1%;结合优化后的最佳风扇,将散热翅片线形由直线改为圆弧曲线且交错排列,结果表明该翅片可以显著提高其散热性能。对于功耗65W的CPU,能将CPU温度由初始模型的74.68℃降至68.58℃,温度降幅达8.2%,使CPU能长期保持在正常工作范围内。本文对离心式CPU散热器进行了数值模拟,分析了各种影响因素对散热性能的影响并进行了优化,具有一定的学术意义和工程应用价值。