随着后摩尔时代电子系统持续向高集成度、高功率密度和小型化方向发展，芯片级热管理已成为制约消费电子、高性能计算与微型智能终端性能释放的重要因素。智能手机、平板电脑和轻薄笔记本等设备内部空间不断压缩，而处理器、射频芯片和电源管理模块等局部热源的功耗密度持续升高，形成了“高热流密度—小型化空间—局部热点集中”的突出矛盾。传统被动散热方式在有限厚度和瞬态热负载条件下响应能力不足，常规主动风冷与液冷方案又受到体积、噪声、复杂流道、系统集成和长期可靠性等因素限制。因此，亟需发展一种面向芯片级局部热点的微型化、低功耗、低噪声、易集成主动散热技术。

本项目采用“理论分析-数值模拟-实验验证”相结合的方法开展研究。首先，通过理论分析明确合成射流的机理与条件，确定样机模型的尺寸范围和动力学特性。其次，基于COMSOL软件进行多物理场建模与仿真，分析合成射流的结构条件、振动频域、气流特性及温度场分布，并结合现代算法进行优化设计，为实验提供理论依据。然后，基于MEMS工艺设计制作超薄压电散热器样机，通过实验测试其在不同工况下的气流输出与散热性能，实验数据将用于验证仿真结果，并迭代优化样机设计，以提升其在微电子散热应用中的可靠性与有效性。

本项目面向高功率密度芯片局部热点散热需求，提出了一种基于零净质量合成射流的超薄压电MEMS散热器。研究表明，该器件可在受限空间内形成定向射流，扰动芯片表面热边界层，提升局部换热能力。通过多物理场仿真与结构优化，明确了振子尺寸、多气孔结构、背腔结构及射流布置对散热性能的影响规律，并完成样机制作、驱动电路设计和实验验证。同时，项目分析了流量衰减、振幅下降、频率漂移和界面损伤等长周期失效特征，为器件寿命预测、结构改进和可靠性增长提供了指导。

本项目已申请国家专利3项，发表相关论文1篇，正在撰写相关一作论文2篇，并获中国大学生机械工程创新创意大赛·第九届“精雕杯”毕业设计赛团队铜奖，获推2026中国国际大学生创新大赛（已入围省赛）。