Zur Lösung des Problems der Wärmeableitung bei hoher Wärmeflussdichte und der Gleichmäßigkeit des Strömungsaufteilens bei mehreren Wärmequellen wurde ein multiskaliger Kühlkörper entwickelt, der Zentimeter-, Millimeter- und Mikrokanalmaßstäbe integriert. Es wurde die Gleichmäßigkeit des Strömungsaufteilens und die Kühlleistung des Kühlkörpers untersucht. In dieser Arbeit wurde die Kühlsimulationssoftware ANSYS Icepak verwendet, um die Auswirkungen unterschiedlicher Höhen und Breiten rechteckiger Kanäle auf den Systemdruckabfall und die Gleichmäßigkeit des Strömungsaufteilens bei einer bestimmten Zulaufflussrate zu analysieren. Die numerisch ermittelten optimalen geometrischen Designparameter für die beste Strömungsaufteilungs-Gleichmäßigkeit wurden zur Herstellung von multiskaligen Kühlkörperproben verwendet. Es wurden thermische Leistungs- und Strömungsexperimenttests durchgeführt sowie eine Ergebnisanalyse vorgenommen. Zudem wurde eine einfache und effiziente Methode zur Prüfung der Gleichmäßigkeit der Strömungsaufteilung vorgeschlagen, eine quantitative Charakterisierung der Strömungsverteilung sowie experimentelle Verifikation durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen: Bei gleicher Kühlkörperstruktur liegt die maximale Druckdifferenz bei einer Zulaufflussrate von 83% des Nennwerts unter 3,5%, bei 67% unter 5%, und die Gleichmäßigkeit der Strömungsaufteilung korreliert positiv mit der Zulaufflussrate. Bei flüssigkeitsgekühlten Kühlkörpern ist der Anteil des Strahlungsaustauschs sehr gering, und das zirkulierende Kühlmedium kann etwa 90% der Gesamtwärme abführen. Bei einer Wärmeflusstärke der Wärmequelle von 33,2 W/cm² beträgt der Temperaturanstieg am Messpunkt der Wärmequelle gegenüber der Zulauf-Flüssigkeitstemperatur nur 2,4 ℃, was auf eine starke Wärmeübertragungsfähigkeit der Mikrokanäle und eine ausgezeichnete Kühlleistung des multiskaligen Kühlkörpers hinweist. Die Forschungsergebnisse und experimentellen Daten können als Referenz für das Design multiskaliger Kühlkörper dienen.

multiskalig; Kühlkörper; Flüssigkeitskühlung; Mikrokanäle; Gleichmäßigkeit der Strömungsaufteilung