Modélisation numérique des matériaux à changement de phase

Abstract

Les systèmes de refroidissement traditionnels n’ont pas la capacité d’assurer un bon transfert d’énergie thermique. Grâce à l’évolution de ces systèmes, il est possible d’améliorer les nouveaux dispositifs. La présente recherche porte sur la démonstration de l’effet des matériaux à changement de phase (MCP) pour une gestion thermique optimale, en utilisant un dissipateur thermique. Ce type de matériaux ont la capacité d’absorber l’énergie thermique dissipée par les composants électroniques. Le matériau utilisé est le n-Eicosane, choisi pour ses propriétés physiques et chimiques. La méthode des éléments finis permet de modéliser ce phénomène, et les résultats de la simulation sont obtenus à l’aide du logiciel ANSYS. Cet article présente les résultats d’une comparaison entre un dissipateur thermique sans matériaux à changement de phase (MCP) et un dissipateur thermique avec MCP, afin de quantifier l’effet de la présence de MCP sur la gestion thermique des composants électroniques. Le N-Eicosane, dont la température de fusion est de 36,5 °C. Ces dissipateurs thermiques nécessitent généralement l’utilisation de techniques visant à améliorer le transfert thermique, en raison de la faible conductivité thermique des matériaux à changement de phase (MCP). Une matrice d’ailettes en plaques d’aluminium est utilisée dans la présente étude pour accroître le transfert thermique. Par conséquent, le matériau utilisé dans cette simulation diminue l’effet de surchauffe du dissipateur thermique (température maximal sans MCP : 69 °C - température maximal avec MCP : 61 °C).