车载主机机箱是一种应用于高铁列车行车过程中的新型车载数据处理设备,其功能是实时记录列车运行数据以便进行实时监控及故障分析,保障列车的维修维护及运行安全,这就促使其性能不断地提高来满足高铁运行可靠性的需要。CPU芯片是车载计算机主机机箱的核心部件,其作用是进行数据的运算、存储和执行指令操作。目前由于CPU芯片的集成度、封装密度以及工作频率的不断提高,导致它的功率不断增大,发热量大幅上升,在实际使用过程中除了需要考虑其运算能力、存储能力等性能之外,还必须考虑其散热性能。CPU散热性能对其是否能够正常运作起到关键作用,CPU温度过高将会影响车载主机机箱的可靠性及稳定性,在CPU上加装散热器成为降低CPU温度的必要手段。CPU散热器是流体力学和传热学领域的重要研究对象之一,本课题根据数据处理器中的CPU功耗及设备安装方式、应用环境,选择CPU空冷强迫式对流散热器。首先,从理论上对散热器的散热类型和散热形式进行分析,选出适用于散热器的材料。然后,对散热器结构因素通过计算进行优化,设置结构模型,确定模型表面传热系数、空气对流系数、风冷对流系数、热传导系数。再利用自建实验台对三种不同结构因素的散热器进行对比实验分析,同时通过ANSYS软件分析CPU散热器的散热过程,验证散热设计的可行性,为散热器的结构优化设计提供依据。在此基础上,通过风道设计及风扇选型优化强迫风冷设计,以期达到充分散热的目的。最后,通过ICEPAK分析软件分析车载主机机箱的散热过程,并通过测温软件实时监测CPU工作温度,验证机箱散热设计的可行性,为散热机箱热设计提供依据。结果表明,肋厚为1.5mm散热器的散热性能最佳,车载主机机箱水平放置符合气体流动要求,该CPU散热器符合工作要求。