高功率直接液冷固体薄片激光器的设计与实验 被引量：8

1

作者 易家玉 涂波 +10 位作者 曹海霞 安向超 廖原 尚建力 吴晶 崔玲玲 苏华 阮旭 高清松 唐淳 张凯 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期18-28,共11页

设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热... 设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热致应力、焊接面变形等问题。对该激光器的腔内损耗、腔内像差等参数进行了优化设计。分析了影响光-光转换效率的关键因素,根据像差特点给出了光束质量控制方法。将20片薄片以特别角度密集堆叠构成增益模块,利用两个增益模块在稳腔和非稳腔中均实现了功率大于9kW的准连续波(QCW)偏振激光输出,且这一实验室光源的体积小于0.4m3。 展开更多

关键词 激光器 高功率激光 固体激光 薄片激光器 直接液冷

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千瓦级浸入式直接液冷Nd:YAG多薄片激光谐振腔 被引量：4

2

作者 王柯 涂波 +9 位作者 尚建力 安向超 易家玉 于益 廖原 吕文强 叶志斌 杜近宇 高清松 张凯 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期9-17,共9页

介绍了一种工作在准连续状态下的直接液体冷却的侧面抽运Nd:YAG多薄片激光谐振腔,装置中选用20片Nd:YAG薄片作为增益介质,由激光二极管阵列在其侧面进行抽运,流动的硅氧烷溶液作为冷却液在其端面进行冷却,振荡激光以布儒斯特角穿过多层... 介绍了一种工作在准连续状态下的直接液体冷却的侧面抽运Nd:YAG多薄片激光谐振腔,装置中选用20片Nd:YAG薄片作为增益介质,由激光二极管阵列在其侧面进行抽运,流动的硅氧烷溶液作为冷却液在其端面进行冷却,振荡激光以布儒斯特角穿过多层薄片和冷却液实现增益。设计了层流冷却流场并通过数值模拟验证了其对来流不均匀性的耗散能力。根据之前报道的层流冷却能力测量实验建立数值模型,模拟了流场的冷却效果,实验结果证明了模型的置信性,进而基于模型对激光器中薄片的热安全性进行了评估。在抽运能量为49.9J时,获得了15.7J的最大脉冲能量输出,对应光-光效率和斜率效率分别为31.4%和39.2%;在抽运脉宽为250μs,重复频率为100Hz,平均抽运功率为5kW时,获得了1440 W的平均输出功率。 展开更多

关键词 激光器 薄片 谐振腔 直接液体冷却 浸入式激光器

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直接接触冷板式液冷在数据中心的运用探讨 被引量：13

3

作者 肖新文 曾春利 邝旻 《制冷与空调》 2018年第6期67-72,共6页

为了打造真正的绿色数据中心,实现在数据中心制冷系统上节能减排,本文介绍了一种二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统;引入了该系统的设计流程,对同一机房采用不同制冷空调方案进行了节能对比,同时对不同液冷系统进行了性能分析,通过... 为了打造真正的绿色数据中心,实现在数据中心制冷系统上节能减排,本文介绍了一种二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统;引入了该系统的设计流程,对同一机房采用不同制冷空调方案进行了节能对比,同时对不同液冷系统进行了性能分析,通过对比及分析结果表明:无论是在既有数据中心改造还是在新建数据中心项目中采用该液冷系统都具有巨大优势。 展开更多

关键词 数据中心 芯片液冷 直接接触冷板式液冷

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基于模糊PID算法的动力电池液体冷却策略 被引量：9

4

作者 马彦 丁浩 +1 位作者 牟洪元 陈虹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期549-560,共12页

为防止动力电池组温度过高、温度均匀性差影响其性能和电动汽车运行安全,必须对其采取有效的冷却策略.本文提出了一种基于模糊PID算法的动力电池组直接式液体冷却策略.首先,根据Bernardi生热率模型和牛顿冷却定律,建立了电池内阻随温度... 为防止动力电池组温度过高、温度均匀性差影响其性能和电动汽车运行安全,必须对其采取有效的冷却策略.本文提出了一种基于模糊PID算法的动力电池组直接式液体冷却策略.首先,根据Bernardi生热率模型和牛顿冷却定律,建立了电池内阻随温度变化、对流换热系数随冷却液流速变化的单体电池集中质量热模型.然后,利用冷却液单向流动的温度变化特性递推出电池组集中质量热模型,并对其准确性进行验证.考虑到电池组热模型的非线性和时变特性,设计了基于模糊PID算法的液体冷却策略.最后,将该冷却策略用于电池组冷却系统,仿真结果表明,与传统PID冷却策略相比,模糊PID冷却策略可以缩短系统调节时间、减小电池组温度不一致性、提高抵抗电流扰动的能力,具有更好的冷却效果. 展开更多

关键词 锂离子电池 集中质量热模型 直接式液冷 模糊PID算法

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直接接触冷板式液冷在数据中心的节能分析 被引量：9

5

作者 肖新文 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期82-90,共9页

对分布在不同热工区属的中国36个城市中配置二次侧集中循环直接接触冷板式液冷辅助精密空调风冷散热系统的样本数据中心进行节能分析。建立了能耗计算模型,计算出不同城市的制冷散热系统的年部分电能使用效率(partial power usage effec... 对分布在不同热工区属的中国36个城市中配置二次侧集中循环直接接触冷板式液冷辅助精密空调风冷散热系统的样本数据中心进行节能分析。建立了能耗计算模型,计算出不同城市的制冷散热系统的年部分电能使用效率(partial power usage effectiveness,pPUE)值,计算结果显示所有样本城市的pPUE值均低于1.13,系统节能且全国各地都适用。分析发现:pPUE值与系统中极端低温决定的乙二醇溶液浓度基本成本正比,浓度越高pPUE值越高;而同一气象区属城市采用直接接触冷板式液冷后系统的pPUE值降低率则与海拔高度基本成正比关系,海拔越高pPUE值降低率越高,采用液冷的节能效益越发凸显;降低风冷散热比例及提高风冷散热能效可进一步降低该系统pPUE值。 展开更多

关键词 数据中心 直接接触液冷 节能分析 乙二醇溶液浓度 pPUE值降低率

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动力锂电池组液冷散热分析及优化 被引量：8

6

作者 邱翔 陈诚 +1 位作者 李家骅 徐文泰 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期501-504,共4页

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液... 为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液冷的冷却;为提高冷却效率,将原平滑壁面改为肋条结构,数值计算结果表明,从无肋条到肋条高度为10 mm,电池单体的最高温度降低了13.1℃,降低30%;单体的最大温度降低了12.7℃,降低74.3%;电池间的最大温差降低了13.1℃,降低了72.8%,有效地提升了电池温度的均匀性,使电池组工作的温度控制在合理的范围之内。 展开更多

关键词 动力锂电池 直接液冷 肋条

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多芯片组件的热控制技术 被引量：3

7

作者 罗秀江 陈伟元 王豪才 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期19-22,共4页

热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题，通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析，回顾了20多年来MCM热控制技术的发展，并对直... 热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题，通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析，回顾了20多年来MCM热控制技术的发展，并对直接浸液冷却、空气冷却和液冷式冷却等技术的优势、限制及其发展前景作了综述。 展开更多

关键词 多芯片组件 热控制 热设计 微电子

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基于液冷管理技术的储能电池系统研究现状

8

作者 巩智利 《河南科技》 2024年第16期80-83,共4页

[目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影... [目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影响,介绍了各种电池热管理技术,并从间接接触、直接接触两方面综述了液冷管理技术的研究现状,对比了两种冷却方式的优缺点。[结果]间接液冷的优化主要集中在冷却系统的流道结构、夹套、冷板和冷却介质的改进,直接液冷的研究重点在于冷却介质的优化。[结论]研究结果可为开发基于液冷管理技术的储能电站提供技术指导。 展开更多

关键词 储能电池 热管理 间接液冷 直接液冷

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直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响 被引量：2

9

作者 叶志斌 江舒 +3 位作者 王海伦 吴飞 邓小雷 王建晓 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期140-150,共11页

近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析... 近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析了均匀性为92%,80%和70%,且总的抽运功率不变时,激光器高阶像差分布情况.随着均匀性逐渐减弱,激光器中高阶像差逐渐增强,低阶像差量基本保持不变.实验中,设计加入波导和未加入波导结构,构建了均匀性为92%和70%的抽运光分布,分别测量了两种情况下的波前抖动情况以及波前畸变分布,抽运功率为5 kW时,测量获得了整个增益模块的光程差高阶分量(OPD_(H)),其畸变量均方根(RMS)值为0.66μm和0.79μm,实验结果和理论分析结果基本趋势一致. 展开更多

关键词 激光器 直接液体冷却 波前畸变

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直接液冷薄片激光器波前畸变优化研究 被引量：2

10

作者 魏前明 阮旭 +1 位作者 易家玉 马宇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期26-32,共7页

对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实... 对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实际工作条件,建立了单薄片双通道增益模块在对称情况下的模型,研究了微通道高度、薄片厚度、冷却液雷诺数等参数对激光器输出波前畸变的影响。结果表明:当其他条件一定时,随着微通道高度及薄片厚度的减小,激光器输出光束质量提高;随着冷却液雷诺数增大,激光器输出光束质量提高。经遗传算法优化后的设计参数产生的输出光束光程差均方根值为3.27μm,峰谷值为6.11μm,相较于经典文献设计参数下的均方根值和峰谷值分别降低了12.3%和15.6%。 展开更多

关键词 激光器 直接液冷 薄片激光器 耦合模拟 波前畸变 遗传算法优化

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基于液体直接冷却的薄片固体激光器研究 被引量：1

11

作者 叶志斌 涂波 +2 位作者 王柯 于益 尚建力 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期451-458,共8页

详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技术,主要包括增益模块内流道结构的设计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计;对比分析了采用“软装夹”和“硬装... 详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技术,主要包括增益模块内流道结构的设计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计;对比分析了采用“软装夹”和“硬装夹”对增益介质热应力和增益介质所能承受最大抽运功率的不同影响,计算结果表明,采用“软装夹”增益介质所能承受的抽运功率大约是“硬装夹”的8倍。最终,基于课题组所研制的1kW量级直接液体冷却薄片固体激光器对其关键技术进行分析总结。 展开更多

关键词 激光器 薄片 直接液体冷却 冷却液

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直接液体冷却薄片激光器设计 被引量：1

12

作者 叶志斌 涂波 +3 位作者 王柯 尚建力 于益 邓小雷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期67-74,共8页

详细讨论了直接液体冷却薄片激光器的设计。包括增益模块中晶体和冷却液的选取,以及流道结构的设计,分析了增益模块中两类组合方式各自的优缺点。组合方式一中,需要严格控制激光的入射角以及晶体的切割角,给出了具体的计算和分析。组合... 详细讨论了直接液体冷却薄片激光器的设计。包括增益模块中晶体和冷却液的选取,以及流道结构的设计,分析了增益模块中两类组合方式各自的优缺点。组合方式一中,需要严格控制激光的入射角以及晶体的切割角,给出了具体的计算和分析。组合方式二无需特别选取角度,然而所选的冷却液的折射率要与晶体的折射率尽可能一致。在抽运方式选取方面,分析了采用端面抽运和侧面抽运对激光器储能以及像差等方面的影响。最终,理论分析了采用10片Nd:YLF作为增益介质,折射率匹配液作为冷却液,在抽运功率为5kW时,激光器输出功率大于1kW,光-光效率大于20%,理论分析和实验结果基本一致。 展开更多

关键词 激光器 薄片 直接液体冷却 冷却液

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液冷与动态自然冷却的综合运用技术探讨 被引量：10

13

作者 肖新文 《制冷与空调（四川）》 2018年第6期636-642,共7页

介绍了数据中心二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统及动态自然冷却空调系统的组成,提出了两者综合运用的制冷散热系统架构。以位于北京的某样本高密度数据中心为例进行方案配置,并假设数据中心满负载的情况下对散热系统进行年运行功... 介绍了数据中心二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统及动态自然冷却空调系统的组成,提出了两者综合运用的制冷散热系统架构。以位于北京的某样本高密度数据中心为例进行方案配置,并假设数据中心满负载的情况下对散热系统进行年运行功耗计算,通过计算得出该样本数据中心的p PUE值仅为1.09,可实现数据中心高效节能运行,指出采用冷板散热占比大的服务器,降低自然冷却空调系统的干冷器功率可进一步提高综合运用系统的能效。 展开更多

关键词 数据中心 直接接触冷板式液冷 动态自然冷却 综合运用 节能

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直接接触冷板式液冷冷却数据中心的热回收探讨 被引量：10

14

作者 肖新文 《建筑节能》 CAS 2020年第2期69-73,共5页

简述了应用于数据中心的二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统,分析了数据中心不同的热回收技术,介绍了区域供热热回收技术的实现途径。为回收位于上海的某液冷冷却数据中心的余热作为区域供热热源的案例建立了方案模型,并对该数据中... 简述了应用于数据中心的二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统,分析了数据中心不同的热回收技术,介绍了区域供热热回收技术的实现途径。为回收位于上海的某液冷冷却数据中心的余热作为区域供热热源的案例建立了方案模型,并对该数据中心的热回收进行效益分析,通过计算发现:该热回收系统在每个采暖季可节省约3657tce,热回收耗电效率是全部采用常规风冷散热热回收方案的2.78倍。直接接触冷板式液冷系统既降低数据中心的制冷能耗,又具有良好的热回收效益,积极推广这项技术可取得良好的经济效益、社会效益及环境效益。 展开更多

关键词 数据中心 直接接触液冷 热回收 区域供热 热回收冷水机组 热回收耗电效率 节能

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某液冷服务器性能测试台的液冷系统设计 被引量：1

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作者 肖新文 郑伟坚 曾春利 《制冷与空调（四川）》 2021年第5期706-712,共7页

简述了二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统。介绍了位于顺德某液冷服务器性能测试台液冷系统的工程概况、设备选型、循环冷却液及系统流程;详细对比分析了3种冷源;着重介绍了通过扩大冷却塔的逼近度,提高冷却塔的出水温度,增大板式... 简述了二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统。介绍了位于顺德某液冷服务器性能测试台液冷系统的工程概况、设备选型、循环冷却液及系统流程;详细对比分析了3种冷源;着重介绍了通过扩大冷却塔的逼近度,提高冷却塔的出水温度,增大板式换热器的传热温差实现一次侧12.5℃、二次侧达15℃的大温差节能技术。 展开更多

关键词 数据中心 液冷服务器 直接接触冷板式液冷 性能测试台 液冷系统设计 大温差

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