Numerical Investigation on the Influence of Heat Sink Geometry and Working Fluid on the Single-Phase Immersion Cooling for a High-Power Chip in a Server
Abstract
차세대 AI GPU는 칩의 발열이 급격히 증가함에 따라 기존 공랭식 및 간접 액체 냉각 방식만으로는 효율적인 열 관리가 어려워지고 있다. 본 연구에서는 단상 액침 냉각 시스템을 대상으로 경계 조건, 방열판 형상, 핀 배열 방식, 슈라우드 유무에 따른 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 작동 유체로는 FC-40, EC-110, XP, PMX-561를 사용하였으며, 칩 발열량 600 ~ 1,200 W와 체적 유량 5 ~ 45 LPM 조건에서 해석을 수행하였다. 우수한 냉각 성능을 나타낸 핀-핀(pin-fin) 방열판의 엇갈림 배열은 정렬 배열 대비 최대 33%의 대류 열전달계수 향상을 달성하면서 압력 손실은 거의 동일한 수준을 유지하였다. 또한 슈라우드 적용을 통해 바이패스 유동을 감소시킨 결과, 최대 33%의 열전달 성능 향상이 나타났다. 본 연구 결과는 고발열 칩의 열 관리에 있어 핀 배열 방식 및 유동 특성을 고려한 설계의 중요성을 보여준다.
Fields of Study & Subjects
Heat Transfer and Optimization
Heat Transfer and Boiling Studies
Heat transfer and supercritical fluids
Publication details
- Journal / source
- Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
- Volume
- 50
- Issue
- 2
- Pages
- 93–101
- Publication date
- 11 February 2026
- Language
- EN