Comparison between cooling strategies for power electronic devices: fractal mini-channels and arrays of impinging submerged jets

Power electronic devices like Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) and diodes are often characterized by power densities and dimensions that could result in very high heat flux densities. In order to guarantee the expected performance and lifetime for these components, dedicated active cooling devices are usually adopted. In the present paper, the comparison between two different cooling strategies for power electronics is presented: fractal channel design and submerged impinging jets. Each cooling strategy is tested on two different geometrical configurations. Water is used as coolant in all cases. Assessment of the considered cooling methods is done through application of the selected configurations in a simplified system composed by a rectangular chip (heat source) separated from the coolant by a solid block. Three-dimensional conjugated heat transfer simulations are performed by using RANS solver implemented in OpenFOAM and two-equations turbulence models, resolving also the viscous sublayer. Numerical results allow to compare the cooling strategies in terms of maximum chip temperature, overall chip-to-coolant thermal resistance, and pumping power required. In summary, the fractal-channel design shows limitations in guaranteeing low chip temperatures at an affordable pumping power. The submerged impinging jets approach shows very high local heat transfer coefficient by which it is possible to tailor the cooling expect on specific hot spots

A turbulent premixed wrinkled flame involving local front instabilities. 12 17 août 1984. (Actes).

International audienc

Numerical study of submerged impinging jets for power electronics cooling

Advancements in power electronic technologies require devices which are small, reliable and capable of handling large power levels. Despite efficiencies of electronic components are usually above 90%, wasted thermal powers can result in heat flux densities in the order of hundreds of W/cm2. To avoid degradation in performance and lifetime of these electronic devices, specific active cooling systems need to be adopted and submerged impinging jets represent one of the most promising solutions. In the present paper a numerical study of different cooling jet configurations is presented, and high-efficiency solutions are sought. The configurations investigated are obtained by varying nozzle diameter, aspect ratio, arrangement and number of jets. Simulations are performed on a simplified computational domain which involves a single rectangular chip (representing the heat source) separated from the coolant by a multi-material solid stack. As compared to more classical solutions like pin fins, submerged impinging jets represent an efficient technique for the cooling of power electronics. Heat is exchanged at low pumping power level. Array of jets are flexible in terms of geometry and can be specifically designed to control temperatures in critical spots

Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain

International audienceVéritable carnet de bord, le "Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain", s’adresse aussi bien au spéléologue qu’au chercheur, au conservateur du site, au propriétaire... Élaboré par des professionnels et des scientifiques aguerris, c’est un document incontournable auquel toute personne intervenant en milieu souterrain pourra se référer pour garantir la préservation du site et sa propre sécurité. Chacun aura à l’esprit le cadre législatif dans lequel il agit grâce aux articles de loi dont le texte précise les références.Le Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain est conçu pour pouvoir être emporté sur le terrain. Illustré de dessins humoristiques réalisés par l’artiste et préhistorien Gilles Tosello, il décrit en cinq chapitres les bonnes attitudes à adopter dans une cavité dès le moment de sa découverte : il énumère de façon claire et précise les précautions à prendre pour protéger le site et son environnement ; il explique comment prévenir les dangers du milieu souterrain ; il rappelle la déontologie de la recherche en grotte et la nécessité de partager documentation et archives pour ne perdre aucun événement survenu dans ces lieux fragiles et difficiles d’accès.Édité par le ministère de la Culture, le Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain est le fruit de plusieurs années de collaboration entre le Centre national de préhistoire et le Laboratoire de recherche des monuments historiques, avec la participation des directions régionales des affaires culturelles, du CNRS, de l’université et de la Fédération française de spéléologie

Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain

International audienceVéritable carnet de bord, le "Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain", s’adresse aussi bien au spéléologue qu’au chercheur, au conservateur du site, au propriétaire... Élaboré par des professionnels et des scientifiques aguerris, c’est un document incontournable auquel toute personne intervenant en milieu souterrain pourra se référer pour garantir la préservation du site et sa propre sécurité. Chacun aura à l’esprit le cadre législatif dans lequel il agit grâce aux articles de loi dont le texte précise les références.Le Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain est conçu pour pouvoir être emporté sur le terrain. Illustré de dessins humoristiques réalisés par l’artiste et préhistorien Gilles Tosello, il décrit en cinq chapitres les bonnes attitudes à adopter dans une cavité dès le moment de sa découverte : il énumère de façon claire et précise les précautions à prendre pour protéger le site et son environnement ; il explique comment prévenir les dangers du milieu souterrain ; il rappelle la déontologie de la recherche en grotte et la nécessité de partager documentation et archives pour ne perdre aucun événement survenu dans ces lieux fragiles et difficiles d’accès.Édité par le ministère de la Culture, le Manuel des bonnes pratiques dans les sites ornés en milieu souterrain est le fruit de plusieurs années de collaboration entre le Centre national de préhistoire et le Laboratoire de recherche des monuments historiques, avec la participation des directions régionales des affaires culturelles, du CNRS, de l’université et de la Fédération française de spéléologie