三角凹穴微通道流动与传热的数值模拟研究

"三角凹穴型微通道液体流动与传热的数值模拟" 这篇论文主要探讨了三角凹穴型微通道内的液体流动与传热现象，采用了三维坐标系下的层流模型，结合压力与速度耦合的SIMPLEX算法进行数值模拟。在研究中，作者柴磊和夏国栋考虑了粘性耗散以及流体粘度随温度变化的影响，对不同雷诺数（Re数）和底面热流密度条件下的微通道传热性能和压力损失进行了深入分析。 首先，研究发现三角凹穴设计能够在微通道内产生旋涡，这显著增强了流体间的扰动和掺混，同时破坏了边界层，使得等直径段的边界层变薄。这种结构导致了三角凹穴型微通道在强化传热方面的优越性，而且相对于等截面矩形微通道，其压力损失的增加并不显著。具体来说，当流动方向的位置x等于0.04ReDh时，fappRe（修正的平均雷诺数）趋于稳定状态；而在x=0.015RePrDh时，努塞尔数（Nu数）基本保持在7.6的水平，显示出稳定的传热性能。 此外，随着底面热流密度的增加，三角凹穴型微通道内的压力损失变化较小，但传热效果却有显著改善。这一发现对于优化微尺度热管理系统，特别是需要高效散热的应用领域，如电子设备冷却、微型能源系统等，具有重要的理论和实践意义。 关键词：三角凹穴；微通道；数值模拟；流动和传热 这篇论文属于首发论文，发表于《中国科技论文在线》，由国家自然科学基金、北京市自然科学基金和北京工业大学科技基金支持。通信联系人为夏国栋教授，他专注于微尺度传热领域的研究。论文作者柴磊则是一名专注于微尺度流动传热的博士研究生，两人共同完成了这项研究，揭示了三角凹穴型微通道在液体流动和传热中的独特优势和潜在应用价值。