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高功率繪圖卡散熱器之穩健設計與實驗驗證

為了解決標準vga繪圖卡的問題，作者陳怡涓 這樣論述：

隨著繪圖技術及個人電腦的快速發展，高功率繪圖卡之需求更是與日俱増，但受限於電腦內部空間、入風口設計的位置、風扇流量等之限制因素，對於有效解決高功率繪圖卡散熱問題則更形困難。有鑑於此，本文針對高功率繪圖卡之散熱器性能進行數值模擬分析，應用穩健設計法則尋找最佳設計參數，並透過三個階段的設計過程，探討外型幾何設計和性能的關係、散熱器性能提升之影響因子、風扇性能與系統間的匹配關係，以求增強散熱器之性能。第一階段針對已進入製程階段且即將上市之產品，卻面臨性能僅在目標邊緣的高功率繪圖卡散熱器進行效能提升之研究，應用流場觀測實驗探求影響性能的因子，利用數值模擬技術進行分析改良設計，最後經由實驗驗證，證實改

良後的設計性能明顯提升，最大靜壓與最大流量分別提升139.5％及16.54％，熱阻值約降低13.7％。第二階段以散熱器設計參數為主要考量，以田口穩健設計法則法找尋散熱器的最佳設計參數，以溫度作為評估散熱器效能之輸出回應，採用L16（45）直交表來探討鰭片數量、鰭片寬度、溝槽數量、溝槽排列、溝槽與底部距離等控制因子與散熱器間的設計關係，以田口方法之變異數分析結果顯示，鰭片數量對於散熱器效能影響最為明顯，增加鰭片的數量能夠提升熱傳的面積，改變溝槽排列方式具有打斷熱邊界層的效應，適當的溝槽寬度將會提高側向氣流的產生，經由數值田口實驗設計之分析熱阻值較初始設計減少約12.3％。第三階段以風扇性能與系統

間的匹配關係設計為考量重點，主要是改變風扇配置的型式，採用前吹式風扇的氣流直接衝擊散熱器，使得散熱器效能能夠得到提升，依據田口穩健設計分析結果顯示，前吹式設計對於散熱器設計有較好的效能提升。