고열유속 냉각 및 다목적 열원의 분류 균일성 문제를 해결하기 위해 센티미터, 밀리미터 크기 및 마이크로채널을 통합한 다중 스케일 히트 싱크가 설계되었으며, 히트 싱크의 분류 균일성과 냉각 능력이 연구되었다. 본 논문에서는 ANSYS Icepak 냉각 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 일정한 유입 유량 조건에서 다양한 직사각형 유로 단면의 높이 및 폭이 시스템 압력 강하 및 분류 균일성에 미치는 영향을 분석하였다. 수치 해석을 통해 얻은 최적의 분류 균일성 기하학적 설계 매개변수를 바탕으로 다중 스케일 히트 싱크 샘플을 제작하여 열 성능 및 유체 특성 실험과 결과 분석을 실시하였으며, 간단하고 효율적인 유로 분류 균일성 테스트 방법을 제안하여 유체 분배 일관성의 정량적 특성화 및 실험 검증을 완료하였다. 결과는 동일한 히트 싱크 구조에서 공급 유량이 정격값의 83%로 감소할 때 압력 차 최대 차이가 3.5% 미만이며, 67%로 감소할 때는 5% 미만이고, 분류 균일성은 공급 유량과 양의 상관관계가 있음을 보여준다. 액체 냉각 히트 싱크 형식에서 복사 열전달 비율은 매우 작으며 순환 냉각 유체는 시스템 총 열량의 약 90%를 제거할 수 있다. 열원 열유속이 33.2 W/cm²일 때, 열원 측정점 온도와 유입 액체 온도의 온도 상승은 2.4 ℃에 불과하여 마이크로채널의 열교환 능력이 뛰어나고 다중 스케일 히트 싱크가 우수한 냉각 효과를 가짐을 나타낸다. 연구 결과와 실험 데이터는 다중 스케일 히트 싱크 설계에 관한 참고 자료를 제공할 수 있다.

다중 스케일;히트 싱크;액체 냉각;마이크로채널;분류 균일성