평면 히트파이프, 증기 챔버, 열 접지 플레이트(thermal ground plane), 그리고 히트 스프레더(heat spreader)는 전기 배터리 팩 및 고출력 컴퓨터 칩과 같은 다양한 열 응용 분야에서 최근 주목받는 주제들이다. 본 연구에서는 계산유체역학(computational fluid dynamics)을 사용하여 증기 챔버와 열 접지 플레이트의 유효 열전도도(effective thermal conductivity)를 모델링한다. 다양한 문헌으로부터 서로 다른 평면 히트파이프 형상에 대한 시뮬레이션 조건을 도출하였다. 상용 코드 Fluent(Ansys Inc.)를 사용하여 4,800개의 사례를 통해 서로 다른 히트싱크 면적, 열원 면적, 두께, 열전달 계수에 따른 열 확산 열저항(spreading thermal resistance) 경향을 검토하였다. 결론적으로, 유효 열전도도는 두께가 감소하거나 동일한 열 확산 열저항 값을 가지면서 히트싱크 면적이 더 커질 때 증가한다. 특히, 원래의 해석적 모델을 기반으로 하되 다양한 유효 열전도도에 더 잘 대응하도록 하는 더 높은 정확도를 목표로, 열 확산 열저항의 수정된 모델이 제안된다. 모델과 수치해석 결과 사이에서 더 나은 정확도로의 양호한 일치가 확인되었다. 본 연구는 평면 히트파이프를 위한 열 시스템 가이드라인을 제공할 수 있을 것이다.

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