随着工业的发展以及智能化、信息化、便携化的需要,对各种各样的电子元器件性能以及储能材料的容量都有着更大的需求。无论是材料可用性上的要求还是对于安全性的要求,都少不了温度控制系统的辅助。这使得研究更高效的散热系统有着更大的意义。目前针对泡沫金属的研究已经广泛开展并有丰富的成果,正在从实验室阶段走向大规模应用。但是由于其制备复杂,价格高昂。从能效的角度考虑仍然有许多应用上的问题有待解决。本文从微观角度分析了孔形态对于散热的影响,通过确定了使用的泡沫金属基底材料,并确立了相关的关系式。以此建立了仿真热模型,设计了基于泡沫金属的复合散热系统,分析了不同结构形态,不同空气冷却风速情况下的散热效果,并以实验相佐证,通过对于能效的分析最终得到了优化的泡沫铜复合散热系统。其具体的研究内容和结论如下:1、考虑到实际的散热效果,泡沫金属需要选用合适的孔属性。其中开孔泡沫金属的传热性能理论上是远优于闭孔泡沫金属的。在基底材料的选择上,从易用性以及功能性上考虑,应当选用泡沫铜的制备更为广泛,且安全性较好不易受到冲击产生爆炸,散热方面其他对比的材料也有29度以上的优势。故选用泡沫铜金属作为泡沫金属复合散热系统的材料。而95%孔隙率的泡沫铜对比98%孔隙率泡沫铜以及90%孔隙率的泡沫铜也有着更好的散热表现,故选用95%孔隙率的泡沫铜来进行泡沫铜复合散热系统的设计与组装2、确立了复合泡沫铜散热系统的基本形态,以及后续的实验思路。将泡沫金属以各种形式与铜板复合制作散热板。这其中,铜板承担起了增强泡沫铜复合散热板的机械性能的作用以及更改易用性的作用,方便拆卸。同时展现了泡沫铜复合散热板评估处理相关的实验装置的组装,实验步骤。并进一步对于完整覆盖泡沫铜的泡沫铜复合板进行了实验,确定了此组条件下的泡沫铜对流换热的情况,并确立了此种环境中泡沫铜对流换热的具体行为,并通过数学拟合结果确定了相关系数的关系式。3、对于泡沫铜复合散热系统的流动场分析以及热分析,确定了流场的快速稳定性,也确定了压力场的影响很小,在后续的仿真优化过程中为了简化计算则压力场的影响。此外,通过计算得知,在一系列入口风速的流动场的流场情况,可以根据雷诺数的不同确定流场的大致形状是处在过渡区以及湍流区之间,并依据流场情况应用K-E和低雷诺数K-E的湍流模型与传热模型耦合来进行仿真建模设计。4、本文最终确立了泡沫铜复合散热系统的原件组装结构以及工作环境。最终对比探讨了三种金属泡沫结构的散热片对于整个散热系统的影响,最终得出了条状设计为最优设计的结论,同时可以以及通过各种风速和板材上的泡沫铜比例来优化得出最终的设计方案,确定了最终风速为1.33m/s以及带状宽度1.6-1.8为最优的设计方案。5、得到了经过实验验证复用性较好的热仿真模型,可以用于条件变化之后的散热系统的设计与优化,有较好的扩展性。