실험계획법과 전산유동해석을 이용한 이동통신 시스템의 히트싱크 형상 최적 설계

Abstract

이동 통신 기술의 발달로 인해 부품의 직접화, 관련 모듈의 소형화로 인해 기지국 시스템의 크기는 점점 소형화 되고 있고, 가입자의 증가로 인해 기지국의 설치 대수도 그 만큼 증가 되고 있다. 이에 기지국의 설치 장소의 부족으로 인해 대형 기지국보다 소형 기지국의 수요가 점점 커져가고 있다. 이번 연구에서 다룬 정보 통신 기기는 가입자의 인터넷 접속을 이동하면서 무선 접속을 가능케 하는 시스템으로 자연 대류 냉각을 위해 전면, 후면에 부착된 히트싱크(heat sink)를 이용하여 시스템의 안정적인 운용을 가능케 한다. 그런데 최근에 경쟁이 치열 해지고, 설치 장소의 부족으로 인해 시스템의 소형화가 요구되고 있고, 소형화를 위해서는 히트싱크(heat sink) 형상을 이용하여 자연 대류 냉각이 최근의 추세이다. 자연대류 냉각은 팬 구동에 의한 소음 등 소형화에 제한 요소를 고려하지 않은 잇점으로 정숙을 요구하는 정보통신 기기에 많이 적용되고 있다. 본 논문에서는 자연 대류 냉각에 사용되는 히트싱크(heat sink)의 형상인 핀의 높이, 핀의 두께, 핀의 베이스 두께 등을 최적으로 결정하여 시스템의 방열 효과를 극대화 하는 동시에 시스템의 소형화하고자 한다. 이를 바탕으로 주요 설계 변수를 설정하여 상용 전산 유동 해석 프로그램 및 최적화 프로그램을 이용하여 최적화를 수행하여 결과를 얻었다.