Die Erforschung effizienter, sauberer und energieeffizienter Kühllösungen ist ein wichtiger Weg zur Dekarbonisierung von Rechenzentren. Dieser Artikel schlägt ein direktes Multi-Strahl-Chipkühlsystem mit variablen Abständen vor, das darauf abzielt, den Wärmeübergangskoeffizienten zu erhöhen und die Temperaturgleichmäßigkeit zu verbessern. Es wurden der Einfluss des Kühlmittelflusses, der Einlasstemperatur, der Nadelfinnen-Designparameter und des Abstandes der Strahllöcher auf den Wärmewiderstand, den Druckabfall, die Temperaturstandardabweichung und die Nusselt-Zahl untersucht. Basierend auf numerischer Strömungsmechanik (CFD) und Latein Hypercube Sampling Experimentdesign wurde ein Datensatz erzeugt, um ein Surrogatmodell zu erstellen, und ein künstliches neuronales Netzwerk wurde mit Struktur- und Wärmeparametern als Eingabe sowie Wärmewiderstand, Druckabfall und Temperaturgleichmäßigkeit als Ausgabe aufgebaut. Zur Lösung des Optimierungsmodells wurde ein auf gleichmäßiger Suche basierender constraint Multi-Objective Optimierungsalgorithmus (CMOES) verwendet. Die Optimierungsergebnisse zeigen, dass das optimale Design sowohl in thermischer als auch hydraulischer Leistung das Anfangsdesign und bestehende Studien übertrifft und gute Ingenieursanwendungsperspektiven bietet.

Rechenzentrum;Strahlimpingementskühlung;hohe Wärmeflussdichte;Surrogatmodell;Multi-Ziel-Optimierung