Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU

Bibliographic Details
Main Author: Pavinato, Giovani Baratto
Publication Date: 2024
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Download full: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36160
Summary: This Final Year Project investigates improvements in air cooling systems for computers using concepts from fluid mechanics, heat transfer, and computational fluid dynamics (CFD). Computational simulations were conducted using Ansys Fluent® software, modeling a desktop computer in two configurations: a standard setup and another featuring an air duct designed to direct external airflow toward the processor. The K-ω SST turbulence model was employed. The results indicated that the simulation without the air duct yielded processor temperatures close to laboratory measurements difference of 92.6°C versus 82°C, that represents up to 12,9% of difference, validating the reliability of the model. In the configuration with the air duct, there was a significant reduction in processor temperature, reaching 45°C, representing about 51% of reduction, due to the efficient redirection of external airflow. This study demonstrates that implementing a simple air duct can significantly enhance the thermal performance of CPUs, providing a practical and effective solution to improve cooling efficiency and extend the lifespan of electronic components.
id UTFPR-12_9bff1b2bbf64f14e77fb68bc4a3fb2a7
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/36160
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Simulação do processo de arrefecimento de uma CPUSimulation of a CPU cooling processMecânica dos fluidosFluidodinâmica computacionalCalor - TransmissãoComputadoresFluid mechanicsComputational fluid dynamicsHeat - TransmissionComputersCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThis Final Year Project investigates improvements in air cooling systems for computers using concepts from fluid mechanics, heat transfer, and computational fluid dynamics (CFD). Computational simulations were conducted using Ansys Fluent® software, modeling a desktop computer in two configurations: a standard setup and another featuring an air duct designed to direct external airflow toward the processor. The K-ω SST turbulence model was employed. The results indicated that the simulation without the air duct yielded processor temperatures close to laboratory measurements difference of 92.6°C versus 82°C, that represents up to 12,9% of difference, validating the reliability of the model. In the configuration with the air duct, there was a significant reduction in processor temperature, reaching 45°C, representing about 51% of reduction, due to the efficient redirection of external airflow. This study demonstrates that implementing a simple air duct can significantly enhance the thermal performance of CPUs, providing a practical and effective solution to improve cooling efficiency and extend the lifespan of electronic components.Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) aborda a análise de melhorias no sistema de arrefecimento a ar em computadores, utilizando conceitos de mecânica dos fluidos, transferência de calor e dinâmica de fluidos computacional (DFC). Foram realizadas simulações computacionais no software Ansys Fluent®, modelando um computador de mesa em duas configurações: uma versão padrão e outra com um tubo de ar projetado para direcionar o fluxo de ar externo ao processador. O modelo de turbulência K-ω SST foi utilizado. Os resultados mostraram que a simulação sem o tubo apresentou temperaturas próximas às medidas em experimento, o qual a simulação apresentou a temperatura de 92,6°C contra 82°C do computador real, que representa cerca de 12,9% de diferença, validando a confiabilidade do modelo. Na configuração com o tubo de ar, houve uma redução significativa na temperatura do processador, atingindo 45°C, representando cerca de 51% de redução, devido ao direcionamento eficiente do fluxo de ar externo. Este estudo demonstra que o uso de um tubo direcionador pode melhorar consideravelmente o desempenho térmico de CPUs, indicando uma solução prática e eficiente para prolongar a vida útil de componentes eletrônicos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaBrasilEngenharia MecânicaUTFPRSalvo, Ricardo de VasconcelosSalvo, Ricardo de VasconcelosGalante, Renan ManozzoLima, Rafael Sene dePavinato, Giovani Baratto2025-03-20T19:35:48Z2025-03-20T19:35:48Z2024-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfPAVINATO, Giovani Baratto. Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36160porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-03-21T06:09:50Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/36160Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-03-21T06:09:50Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
Simulation of a CPU cooling process
title Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
spellingShingle Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
Pavinato, Giovani Baratto
Mecânica dos fluidos
Fluidodinâmica computacional
Calor - Transmissão
Computadores
Fluid mechanics
Computational fluid dynamics
Heat - Transmission
Computers
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
title_full Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
title_fullStr Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
title_full_unstemmed Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
title_sort Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU
author Pavinato, Giovani Baratto
author_facet Pavinato, Giovani Baratto
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Salvo, Ricardo de Vasconcelos
Salvo, Ricardo de Vasconcelos
Galante, Renan Manozzo
Lima, Rafael Sene de
dc.contributor.author.fl_str_mv Pavinato, Giovani Baratto
dc.subject.por.fl_str_mv Mecânica dos fluidos
Fluidodinâmica computacional
Calor - Transmissão
Computadores
Fluid mechanics
Computational fluid dynamics
Heat - Transmission
Computers
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Mecânica dos fluidos
Fluidodinâmica computacional
Calor - Transmissão
Computadores
Fluid mechanics
Computational fluid dynamics
Heat - Transmission
Computers
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description This Final Year Project investigates improvements in air cooling systems for computers using concepts from fluid mechanics, heat transfer, and computational fluid dynamics (CFD). Computational simulations were conducted using Ansys Fluent® software, modeling a desktop computer in two configurations: a standard setup and another featuring an air duct designed to direct external airflow toward the processor. The K-ω SST turbulence model was employed. The results indicated that the simulation without the air duct yielded processor temperatures close to laboratory measurements difference of 92.6°C versus 82°C, that represents up to 12,9% of difference, validating the reliability of the model. In the configuration with the air duct, there was a significant reduction in processor temperature, reaching 45°C, representing about 51% of reduction, due to the efficient redirection of external airflow. This study demonstrates that implementing a simple air duct can significantly enhance the thermal performance of CPUs, providing a practical and effective solution to improve cooling efficiency and extend the lifespan of electronic components.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-12-18
2025-03-20T19:35:48Z
2025-03-20T19:35:48Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv PAVINATO, Giovani Baratto. Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36160
identifier_str_mv PAVINATO, Giovani Baratto. Simulação do processo de arrefecimento de uma CPU. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36160
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Londrina
Brasil
Engenharia Mecânica
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Londrina
Brasil
Engenharia Mecânica
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498003156074496