Araştırma Makalesi

Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi

Cilt: 40 Sayı: 4 31 Aralık 2025
PDF İndir
TR EN

Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi

Öz

Elektronik elemanlar; otomotiv, havacılık, bilişim, ev eşyaları, sağlık vb. gibi endüstrinin birçok alanında yoğun olarak kullanılmaktadır. Sistemlerin güvenilirliği elektronik ünitelerin güvenilirliğine doğrudan bağlı olduğu için elektronik elemanların ısıl yönetimi zorunludur. Bir elektronik sistemin ısıl davranışını incelemek için bazı yaygın yöntemler mevcuttur. Bunlardan biri, en yaygın ve uygun prosedür izlendiği takdirde en güvenilir yöntem olan deneysel yöntemdir. Diğer bir yöntem ise Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizidir. Bir diğer sayısal yöntem ise iletim-tabanlı Sonlu Elemanlar Yöntemidir (SEY). Bu çalışmada, üzerinde iki adet ısı yayan komponentin bulunduğu bir elektronik kartın kapalı bir hacim içerisinde doğal taşınım altında zamana bağımlı ısıl davranışı farklı sınır koşulları altında HAD, iletim-tabanlı SEY ve deneysel yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Öncelikle iki farklı sınır koşulu için deneyler gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları kullanılarak HAD ve iletim-tabanlı SEY analiz modelleri doğrulanmıştır. Daha sonra, beş farklı senaryo için HAD ve iletim-tabanlı SEY analizleri gerçekleştirilmiştir. HAD analizlerinin sonuçları, elektronik kart ve komponentler üzerinde seçilen noktaların zamana bağımlı sıcaklık değişimi, sıcaklık ve basıncın kontur grafikleri ve farklı anlar için farklı kesitlerde kapalı hacim içindeki havanın hız dağılımı olarak sunulmuştur. Seçilen noktalar için HAD ve iletim-tabanlı SEY analizlerinden elde edilen zamana bağımlı sıcaklık değişimleri karşılaştırılmıştır. Sonuçlar arasındaki farklar yaklaşık 70-100°C sıcaklık mertebesi için %10'dan düşük kalmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 1. Ocak M., Conduction-based Compact Thermal Modeling For Thermal Analysis of Electronic Components, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.
  2. 2. Eveloy V., Rodgers P., Prediction of electronic component-board transient conjugate heat transfer, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 28 (4), 817–829, 2005.
  3. 3. Byon C., Choo K., Kim S. J., Experimental and analytical study on chip hot spot temperature, International Journal of Heat and Mass Transfer, 54 (9-10), 2066–2072, 2011.
  4. 4. Lira E., Greenlee C., Thermal Analysis and Testing of Missile Avionics Systems, AIAA Thermophysics Conference, Miami, ABD, 2007.
  5. 5. Joshy S., Jellesen M., Ambat R., Effect of interior geometry on local climate inside an electronic device enclosure, 16th IEEE Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems (ITherm), Orlando, ABD, 30 Mayıs – 2 Haziran 2017.
  6. 6. Peneklioğlu K., Bilen K., Investigation of cooling an electric vehicle battery module using water by considering effect of contact resistance, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39 (4), 2587-2599, 2024.
  7. 7. Tekin Y., Bilgili M., Numerical and experimental investigation of fin height effect in plug-in modules cooled by direct airflow through method, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39 (4), 2617-2630, 2024.
  8. 8. Devellioğlu Y., Electronic Packaging and Environmental Test and Analysis of an Emi Shield Electronic Unit for Naval Platform, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2008

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Aralık 2025

Gönderilme Tarihi

17 Mart 2025

Kabul Tarihi

13 Eylül 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 40 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA
Usul, Y., Başkaya, Ş., Çalışır, T., & Acar, B. (2025). Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 40(4), 2757-2771. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1658873
AMA
1.Usul Y, Başkaya Ş, Çalışır T, Acar B. Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi. GUMMFD. 2025;40(4):2757-2771. doi:10.17341/gazimmfd.1658873
Chicago
Usul, Yener, Şenol Başkaya, Tamer Çalışır, ve Bülent Acar. 2025. “Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40 (4): 2757-71. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1658873.
EndNote
Usul Y, Başkaya Ş, Çalışır T, Acar B (01 Aralık 2025) Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40 4 2757–2771.
IEEE
[1]Y. Usul, Ş. Başkaya, T. Çalışır, ve B. Acar, “Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi”, GUMMFD, c. 40, sy 4, ss. 2757–2771, Ara. 2025, doi: 10.17341/gazimmfd.1658873.
ISNAD
Usul, Yener - Başkaya, Şenol - Çalışır, Tamer - Acar, Bülent. “Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40/4 (01 Aralık 2025): 2757-2771. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1658873.
JAMA
1.Usul Y, Başkaya Ş, Çalışır T, Acar B. Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi. GUMMFD. 2025;40:2757–2771.
MLA
Usul, Yener, vd. “Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 40, sy 4, Aralık 2025, ss. 2757-71, doi:10.17341/gazimmfd.1658873.
Vancouver
1.Yener Usul, Şenol Başkaya, Tamer Çalışır, Bülent Acar. Kapalı hacim ı̇çerisı̇ndekı̇ bir elektronı̇k kartın hesaplamalı akışkanlar dinamiği, ı̇letim-tabanlı sonlu elemanlar ve deneysel yöntemlerle parametrı̇k olarak termal açıdan ı̇ncelenmesi. GUMMFD. 01 Aralık 2025;40(4):2757-71. doi:10.17341/gazimmfd.1658873