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Etude numérique de la fusion dominée par la convection naturelle dans une cavité chauffée par le bas : Application au refroidissement passif des ordinateurs portables

Dans le présent travail, on étudie la fusion conjuguée à la convection naturelle dans un matériau à changement de phase (MCP) utilisé pour dissiper la chaleur générée au sein des sources de chaleur protubérantes sur un substrat horizontal (microprocesseurs récemment utilisés dans les ordinateurs portables). L’avantage d’utiliser cette stratégie de refroidissement est que les MCP sont capables d’absorber une importante quantité de chaleur générée par les microprocesseurs sans utiliser de ventilateur. Cette stratégie proposée est pratique pour des situations où le refroidissement par convection forcée de l’air ambiant est impossible, comme c’est le cas pour les futures générations des ordinateurs portables de haute puissance et de faibles dimensions. Un modèle mathématique (2D), basé sur les équations de conservation de l’énergie, de la masse et de la quantité de mouvement, est développé pour le puits de chaleur proposé. Les équations obtenues sont discrétisées en utilisant l’approche des volumes de contrôle, la méthode enthalpique est adoptée pour localiser la position du front de fusion. Plusieurs investigations numériques sont effectuées pour analyser l’effet de la puissance des sources de chaleurs sur l’efficacité du refroidisseur. La température des composants électroniques, la quantité du MCP fondue et la positon du front de fusion sont influencées par la puissance des sources de chaleurs. Une corrélation pour la durée de fonctionnement sécurisé des composants électroniques (temps requis par le puits de chaleur pour atteindre la température critique, Tcr ) est développée.


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