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摘要：随着我国科技的发展，电子产品的性能越来越好，计算机的制造技术和工艺也在不断提高。虽然笔记本电脑普及率已经很高，但是鉴于台式计算机的性价比，在电脑市场中也占据着重要的地位。在台式计算机的配置上，机箱散热性是一个需要重点关注的问题。计算机主机的产热部件很多，如CPU、显示器、电源等都产生了大量的热量，计算机散热成为计算机生产的一个重要课题。本文主要针对电脑主机内的散热部件进行了分析，对于电脑机箱的散热性能优化做出了阐述。
关键词：电脑机箱；散热性能；优化
1导言
随着电子计算机制造技术和工艺的不断提高，CPU的发热量也不断变大。因此研究可行且有效的散热方法便显得更为重要。本文研究的是一种表面带有多个散热风扇的微机机箱，使用ANSYS软件仿真了该机箱的表面散热风扇对整机散热性能提高的效果，并对实际系统进行了温度测量，证实了采用软件仿真进行散热分析的可行性。
2ANSYS软件基本分析
ANSYS软件是一种功能强大的可应用于很多领域的大型有限元分析软件。它可以进行静力学、结构力学、热学、流体动力学、低/高频电磁场等多领域多学科问题的单独分析和耦合分析。在本文研究的工作中，主要是应用了ANSYS软件的流体动力学和传热学的模块及计算功能。ANSYS软件的流体动力学计算是由其包含的FLOTRAN模块完成的。
3主机内散热部件概述
3.1CPU散热
CPU是计算机的大脑，担任着整个计算机的运算和控制工作。对于CPU来说，散热处理是一项非常重要的工作。就如同人的脑袋一样，如果人发烧就会做事糊涂，计算机也一样，如果CPU发热就会影响整个计算机的运行。在CPU上安装散热风扇是常用的散热方法，目前在风扇上制作散热片通常是采用铝合金。从金属的导热性能来看，导热性能最好的是银，但是银的造价比较高。接下来是铜，再次是铝。采用铝做散热片材料有着诸多的优点，它的材质轻、可塑性好，不易氧化。但是纯铝会过于柔软，所以在使用铝做风扇散热素材的时候，通常加入其它金属材料做成铝合金比较好。目前市场上一般的散热产品的散热性能都比较好，在P4、AthlonXP处理器上效果都比较好。在这些产品中，用铜做出来的散热产品散热性能最好，但是这种产品的重量成为它致命的缺陷。在AMD公司对socket462上的散热器的要求重量控制在300克以内。而对于整机的设计来说，散热器的重量也是必须重视的一个问题，因为如果散热器的重量过大，整机在运输过程中一旦遇到震动，就容易脱落。所以对于CPU散热器的设计不仅要考虑散热性能，也要考虑散热器的重量。
3.2显卡散热
随着社会对计算机的需求越来越高，对显卡的性能要求也在不断提高。显卡核心工作频率跟显存工作的频率在不断的攀升，所以显卡芯片的散热问题也成为计算机设计者一个重点研究的问题。目前显卡中晶体管的数量不断增加，甚至超过了CPU里面晶体管的数量，这样高度的集成性也大大增加了显卡的散热量。所以为了保证计算机显卡的正常运行，一定要采用科学合理的散热方式。在显卡散热方式中，利用散热片散热的方式叫做主动式散热，这种散热方式适合于散热不多的工作频率较低的显卡，这样既能保证显卡的稳定性，也可以降低成本，同时还能有效降低计算机的噪音。另外一种方式是在散热片上配合风扇的形式，叫做被动式散热，被动式散热散热性能更好，适合于工作频率较高的显卡。
3.3内存散热
随着RDRAM内存的广泛应用，在内存上增加散热片也成为一种普遍存在的现象。尤其是在超频玩家中，内存散热也显得尤为重要。现在不少的内存生产厂家，经常通过在内存芯片上贴裝金属片的方法来进行散热，这样既起到了散热效果，也减少了空间的占用。
3.4机箱散热
在计算机中，CPU、内存、显卡属于比较昂贵的配件，人们对于他们的散热性能有足够的认识。但是人们对机箱的散热认识不够。其实机箱关系着整个系统的散热性能，机箱散热如果处理不好，那么CUP、电源以及其它硬件所散发出来的热量就不能及时排出，机箱外的冷空气不能及时补充到机箱内部。当我们使用计算机一段时间以后，就会出现计算机不能正常运行的问题。二、机箱散热的有效途径目前不少电脑生产厂家在设计机箱的时候，大多都充分考虑到了机箱的散热问题。他们一般都通过在机箱内部加装大功率风扇卡槽的方法，为用户提供安装散热风扇的地方。另外还有的生产厂商为机箱设计出了智能温控散热机箱，如爱国者8088机箱，就采用了智能温控技术。在这类机箱的前面面板上设计出美观大方的智能温控面板，可以测量现实机箱内的温度，在温度过高的时候能够自动打开机箱上的风扇进行散热处理。如果用户使用的是旧机箱，可以采用手动改装的方法加装散热风扇。加装位置一般选择在机箱顶部或者侧面，在安装风扇的时候要注意避开机箱内的硬件。所以在机箱左面的正中或者左下位置加装散热风扇比较合理。再有在安装风扇的时候要注意抽风的方面以及所有风扇的电源要能够拉倒统一位置，这样就不会阻碍散热的效果。
4对真实电脑机箱散热性能的仿真
在证实了计算机仿真的可行性和准确性之后，对实际的电脑机箱系统进行了模拟计算。计算模型加入了诸如计算机主板、显卡、内存、硬盘、光驱等部件的模型，因此计算结果更接近真实电脑系统的散热性能。实体模型如图1所示。
图1机箱系统的ANSYS实体模型
分别对开启不同的辅助散热风扇组合的情况进行模拟计算，得到表1的结果，CPU散热片表面的具体温度分布如图2-4所示。仿真所指定的风扇风速等边界条件与模拟空机箱时相同。
表1实际机箱风冷系统仿真结果
图3温度分布图
图4温度分布图
5结语
总之，在日常用电脑的过程中，只要能把机箱的温度降低3到10度就行，不必采用风力以外的散热方式进行散热，否则就会因为对电脑硬件造成损伤就得不偿失了。
参考文献
[1]蒋浩涵.电脑机箱散热性能的优化[J].科技风，2016，20：9.
[2]赵成华，刘剑雄，董玉莲.台式电脑机箱的降温、防尘设计[J].机电工程技术，2011，03：71-73+104-105.
[3]李俊灵.电脑散热从机箱开始[J].电脑技术，2012，08：71.
论文作者:陈介东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第11期
论文发表时间:2017/10/11
标签：机箱论文; 性能论文; 计算机论文; 散热片论文; 显卡论文; 风扇论文; 内存论文; 《建筑学研究前沿》2017年第11期论文;