周期的な長方形フィンを備えたマイクロチャネルヒートシンクにおける熱水パフォーマンスの調査

マイクロチャネルヒートシンク（MCHS）は、その卓越した冷却能力のために優れた選択肢であり、競合他社の冷却能力を上回っています。この研究論文では、可変ジオメトリ長方形フィンの5つの異なる構成の層流と熱伝達特性を調査するために、計算流体ダイナミクス分析を実施しました。この研究では、基礎として水冷式の滑らかなMCHSを利用しました。結果は、変数ジオメトリ長方形のフィンを備えたマイクロチャネルヒートシンクは、直線タイプのマイクロチャネルヒートシンクよりも熱散逸能力が高いことを示していますが、同時に、圧力損失が大きいことを示しています。この研究では、さまざまな長方形フィンの形状とレイノルズ数の分析に基づいて、長方形のフィンを備えたマイクロチャネルヒートシンクは、滑らかな熱と比較して、それぞれ1.40-2.02および2.64-4.33倍高いヌッセルト数と摩擦因子を示します。シンク。このパフォーマンスの大幅な改善により、1.23-1.95の範囲のパフォーマンス評価基準が得られます。さらに、比較的小さなレイノルズ数では、変動ジオメトリ長方形のフィンを備えたマイクロチャネルヒートシンクは、全体的な冷却性能の点で明らかな利点があることがわかります。一方、レイノルズ数が比較的大きいと、この利点は減少します。

The micro-channel heat sink (MCHS) is an excellent choice due to its exceptional cooling capabilities, surpassing those of its competitors. In this research paper, a computational fluid dynamics analysis was performed to investigate the laminar flow and heat transfer characteristics of five different configurations of a variable geometry rectangular fin. The study utilized a water-cooled smooth MCHS as the basis. The results indicate that the micro-channel heat sink with a variable geometry rectangular fin has better heat dissipation capacity than a straight-type micro-channel heat sink, but at the same time, it has larger pressure loss. Based on the analysis of various rectangular fin shapes and Reynolds numbers in this study, the micro-channel heat sink with rectangular fins exhibits Nusselt numbers and friction factors that are 1.40-2.02 and 2.64-4.33 times higher, respectively, compared to the smooth heat sink. This significant improvement in performance results in performance evaluation criteria ranging from 1.23-1.95. Further, it is found that at a relatively small Reynolds number, the micro-channel heat sink with a variable geometry rectangular fin has obvious advantages in terms of overall cooling performance. Meanwhile, this advantage will decrease when the Reynolds number is relatively large.