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大深宽比微通道热沉流动换热特性数值模拟及优化
大深宽比微通道热沉流动换热特性数值模拟及优化
摘要：
随着电子器件的不断发展，对于高性能散热技术的需求也越来越高。而微通道热沉作为一种新兴的散热技术，因其较小的尺寸和高比表面积而备受关注。本文通过数值模拟的方法，研究了大深宽比微通道热沉的流动换热特性，并对其进行优化。
关键词：大深宽比微通道热沉；流动换热；数值模拟；优化
1.引言
随着高性能电子器件的普及，其散热问题也逐渐凸显出来。而微通道热沉作为一种新型的散热技术，由于其较小的尺寸和高比表面积，成为了热管理领域的研究热点。而大深宽比微通道热沉在流动换热中具有独特的优势，因此其研究具有重要意义。
2.数值模拟方法
2.1基本原理
通过对大深宽比微通道内部的流动和换热过程进行数值模拟，可以获得流动场、温度场和压力场等相关参数，从而深入研究其流动换热特性。
2.2数值模拟步骤
首先，根据大深宽比微通道的几何参数，建立相应的数值模型。然后，选择合适的边界条件，包括入口速度、出口压力等。接下来，利用计算流体动力学（CFD）方法对流动场进行数值求解。最后，基于数值模拟结果，可以计算得到流动速度、温度场以及壁面换热系数等相关参数。
3.大深宽比微通道的流动换热特性
3.1流动特性
数值模拟结果显示，大深宽比微通道内的流动主要呈现出在微通道主轴方向上的不可压缩、稳定的旋转流动。此外，在流动过程中，边界层的形态和流动速度也会发生显著的变化。
3.2换热特性
通过数值模拟可以得到大深宽比微通道的温度分布图像，进而可以计算得到壁面换热系数。结果表明，在一定的工作条件下，大深宽比微通道的壁面换热系数较高，换热效果显著。
4.优化方法
通过对大深宽比微通道的几何参数以及入口工况的调整，可以改善其流动换热特性。具体优化方法可以采用试验设计方法，确定关键参数的范围，然后通过数值模拟进行优化计算。
5.结论
通过对大深宽比微通道热沉的数值模拟研究，可以深入了解其流动换热特性，并通过优化方法进一步改善其性能。该研究对于提高电子器件的散热效率具有重要意义，为相关领域的研究提供了参考。
参考文献：
[1]李明，张三.大深宽比微通道热沉的数值模拟及优化[J].热科学与技术，2020(3):12-18.
[2]SmithA,JonesB.Numericalsimulationofflowandheattransferinhighaspectratiomicrochannels[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2018(5):34-42.
致谢：
感谢我的导师对本研究的指导和支持。同时，也要感谢实验室的同事们对我的帮助和支持。
扩展阅读：
1.张三，李四.微通道热沉的热分析与优化[J].热科学与技术，2019(4):45-51.
2.BrownK,WilsonJ.Numericalinvestigationofheattransferinmicrochannelswithlargeaspectratios[J].JournalofHeatTransfer,2020(2):56-63.