"我们的团队对 CFD 的所有东西都充满热情，并乐于分享他们的发现。在这一期中，James Forsyth展示了Flotherm XT在解决复杂模型方面的能力。这次要挑战的是...在CPU上煎鸡蛋！"

使用CFD解决复杂热模型需要极大运算处理能力，而全负荷下的CPU会产生大量热量。但是你能在CPU上煮鸡蛋吗？网上搜索一下，你能找到人们试图在处理器上煮鸡蛋的视频，但是作为散热方案到底有没有效？在你拆除CPU上散热片及风扇，来把它当作多功能煎蛋器之前，我们将研究用Flotherm XT 这款 CFD 软件来预测你电脑 CPU 煎蛋的情况。

针对这个概念，James Forsyth 首先创建了一个非常基础的项目，由两个立方体及一个圆柱组成，来模拟主板、处理器以及鸡蛋。然后做了一些调查----主板的标准尺寸、CPU热功耗（TDP）及鸡蛋的热数据。使用这个非常简单的模型，能够快速预测一些东西，对温度范围有一些粗略感觉，来评估建模的理念是否可行。

接下来，James Forsyth 创造了一些更加详细的模型，使用FloEDA Bridge导入主板图，Flotherm XT中的 FloEDA 工具，可以直接从直观的2D EDA环境中产生3D CAD模型。利用一张反映典型的mlTX主板布局图片，和一些公称尺寸，通过缩放把图片贴到主板模型上，这样使得主板元器件能够比照图片精确定位。

这个模型不需要主板建模非常具体，因为我们仅仅对CPU温度感兴趣。因此，模型需要包括主要的热源，以及可能改变关键元器件周围气流的任何几何模型。CPU周围的元件几何模型，例如CPU底座，需要更具体，因为底座的传导，对传热有着明显的作用。CPU本身是需要精确建模的，这里是双热阻网络组件热模型，基于Intel Core i3-4130作为中档电脑处理器代表。典型的结温和壳温是90℃和72℃。远离CPU的几何体，如Ｉ／Ｏ接口，能够建成一个简单的立方体，表示在主板边上设立一个抵挡气流的障碍物。过于详细的模型只是延长求解器计算时间，而仿真精度提升不大。

有一个顾虑是，鸡蛋不能简化成一种物质，这种物质的热属性依赖于温度，是Flotherm XT容易建模的。例如，将热量附加到一个铝块中，当铝块散热的时候，热量最终传到大气中从而铝块变凉。对鸡蛋做同样的事情，并不是所有的能量会传到大气中；煮鸡蛋是一个吸热的过程，一部分能量会转换到鸡蛋的化学变化中。

因此问题是：这个消耗的“烹煮能量”对我们的模型有多大的影响？当然，在一些调查和计算后发现，影响不大。烹煮过程中鸡蛋成分变性，大概蛋白的比热是2.7J/g，蛋黄的比热是1.0J/g，因此对一个均重50g的鸡蛋来说，所需要的全部能量仅仅80J。所有能量会有效帮助CPU温度下降大约6℃，但是这个热量的移除仅仅对每个鸡蛋发生一次。将这个与重负荷下CPU的54W功耗做比较；鸡蛋烹煮几分钟后，CPU耗散的热量大约是10KJ，蛋白质变性仅仅吸收了微小的一部分。

大部分的热量都是在加热鸡蛋。鸡蛋中的高水分物理特征类似于水—---但密度稍微高一点，蛋黄是1130KG/m3, 蛋清是1133kg/ m3 ；蛋黄的比热容范围3.55—3.60J/(kg K)（随着温度升高而增加），蛋清的比热容范围2.55—2.75 J/(kg K)；蛋黄导热系数是0.550—0.558W/（m K），蛋清导热系数是0.389—0.407W/(m K)（随着温度升高而减少）。模型中使用的实际数值是基于报告中实验数据的移动平均值。

模型中另一个没有考虑的因素是鸡蛋中的水分加热变成蒸汽，带走了热量，尽管这是很少的一部分，比起周围空气中的气流来说，甚至可以忽略不计。

这两个建模局限性意味着，在鸡蛋烹煮的过程中，温度结果很可能会高估一点点，这样会是最坏的一种情形。通常这样是受益的；如果最坏情形不超过热设计限制条件时，那么实际性能会更好。

超过65℃，蛋清开始凝固，而超过70℃，蛋黄开始凝固。一旦凝固煮熟，鸡蛋的散热性能就会差很多；散热传导性会降低很多，鸡蛋内部的对流也没有了，由于水分的流失，密度降低了，空气/蒸汽缝隙在鸡蛋下面形成，使得CPU隔离开来，引起更多的热量聚集起来。这样在超过70℃的温度下，建模时把鸡蛋通常看做流体，会是一种最好情况。

主板上CPU在中央位置，附近的存储条和Ｉ/Ｏ接口等障碍会阻塞冷空气通过，自然对流下有限的冷空气从鸡蛋里流过。即使调整前述建模限制的结果，散热依然存在不足。

相比之下，创建一个新项目配置，鸡蛋被一个标准的因特尔CPU径向冷却散热器及风扇替代。求解结果，CPU在54W满负荷状态启动5分钟后系统趋向平衡时，结温变成65.1℃。

鸡蛋的被动散热不能匹配CPU风冷散热器的强迫对流。以鸡蛋为基础的散热方案仅仅能够在CPU性能调节到10W时，保持CPU位于结温最大值90℃以下，因此在更低电源、通风很好的环境中可能会用到鸡蛋冷却。由于需要经常更换鸡蛋，这个方法还是不太可行。假如目的是煮鸡蛋，CPU当然能够产生足够的热量来完成；拥有热量调节功能，处理器能够恒温地控制表面温度大约在90℃，足够煮熟鸡蛋。如果你爱护你的计算机，可能需要考虑买一个煎锅来代替。