Studi Numerik Air Cooling Dengan Perforated Straight Fins Heatsink Pada Central Processing Unit (CPU)

Ginting, Abelovsky E.G. (2023) Studi Numerik Air Cooling Dengan Perforated Straight Fins Heatsink Pada Central Processing Unit (CPU). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000109_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Di era digitalisasi ini, kebutuhan akan performa komputasi semakin meningkat sehingga dibutuhkan prosesor yang cepat. Namun prosesor cepat juga akan menghasilkan temperatur yang tinggi sehingga dapat menyebabkan degradasi performa akan prosesor itu sendiri. Solusi untuk masalah ini adalah dengan menggunakan heatsink dan bantuan blower dengan udara sebagai fluida pendinginnya, metode ini juga disebut air cooling. Heatsink memilki sirip-sirip (fins) yang berfungsi sebagai permukaan tambahan agar panas dapat menyebar lebih luas sehingga dapat didinginkan oleh kipas. Pada penelitian ini, akan dilakukan studi numerik untuk meninjau terkait distribusi temperatur pada heatsink dengan perforated fin, pengaruh jumlah lubang, dan pengaruh kecepatan inlet terhadap temperatur CPU. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah regular fin dan perforated fin dengan 6, 10, dan 14 lubang dengan variasi kecepatan udara pada inlet sebesar 1, 1.5, 2, 2.5, dan 3 m/s.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa distribusi temperatur di model perforated fin lebih tinggi dibandingkan dengan model regular fin. Lubang pada fin menyebabkan aliran udara menjadi turbulen di sepanjang celah, sehingga pendinginan terjadi lebih cepat pada perforated fin. Banyaknya jumlah lubang juga berpengaruh terhadap temperatur CPU, namun peningkatan jumlah lubang yang terlalu banyak menyebabkan laju perpindahan panas menurun. Temperatur maksimum terendah terjadi pada perforated fin 6 lubang yaitu sebesar 63.58℃ dan temperatur maksimum tertinggi terjadi pada perforated fin 14 lubang yaitu sebesar 71.43℃. Kecepatan udara inlet juga berperan dalam penurunan temperatur CPU, dimana semakin tinggi kecepatan udara inlet, maka semakin menurun pula temperatur CPU. Temperatur maksimum perforated fin 6 lubang pada kecepatan inlet 1 m/s adalah sebesar 79.67℃, dan pada kecepatan inlet 3 m/s adalah sebesar 57.77℃. Lubang dan kecepatan inlet juga mempengaruhi koefisien konveksi, dimana dengan peningkatan kedua parameter tersebut, maka nilai koefisien konveksi juga akan semakin meningkat. Berdasarkan hasil simulasi, pada kecepatan 3 m/s, koefisien konveksi tertinggi terjadi pada perforated fin dengan 14 lubang, sedangkan koefisien konveksi terendah terjadi pada regular fin

=======================================================================================================================================

In this digital era, the need for computational performance is increasing, therefore a fast processor is required. However, a fast processor will also generate high temperatures, which can cause performance degradation in the processor itself.. The solution to this problem is to use a heatsink and a fan with air as the cooling fluid, this method is also called air cooling. The heatsink has fins that function as additional surfaces so that heat can spread more widely and can be cooled by the fan. In this study, a numerical study will be conducted to examine the the temperature distribution on heatsinks with perforated fins, the effect of the number of holes, and the effect of input speed on CPU temperature. The variations used in this study is regular fins and perforated fins with 6, 10, and 14 holes with variations in air velocity at the inlet of 1, 1.5, 2, 2.5, and 3 m/s.
The simulation results show that the temperature distribution in the perforated fin model is higher compared to the regular fin model. The holes on the fin cause the airflow to become turbulent along the gaps, resulting in faster cooling for the perforated fin. The number of holes also affects the CPU temperature, but increasing the number of holes too much reduces the rate of heat transfer. The lowest maximum temperature occurs in the perforated fin with 6 holes, at 63.58℃, and the highest maximum temperature occurs in the perforated fin with 14 holes, at 71.43℃. The inlet air velocity also plays a role in decreasing the CPU temperature, where higher inlet air velocity leads to a lower CPU temperature. The maximum temperature of the perforated fin with 6 holes at an inlet velocity of 1 m/s is 79.67℃, and at an inlet velocity of 3 m/s, it is 57.77℃. The holes and inlet velocity also affect the convective coefficient, as increasing both parameters will also increase the convective coefficient. Based on the simulation results, at a velocity of 3 m/s, the highest convective coefficient occurs at perforated fin with 14 holes, while the lowest convective coefficient occurs at regular fin.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	air cooling, berlubang, heatsink, sirip, air cooling, fin, heatsink, perforated
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Abelovsky E. G. Ginting
Date Deposited:	04 Aug 2023 06:11
Last Modified:	04 Aug 2023 06:11
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/101875

Actions (login required)

View Item