技术论文和演示文稿

高功率密度电子设备已经达到了超过当前去除热量能力的热量产生水平。由于现代电子芯片的功率密度的增加，需要更高的热量去除功能，而单相流体波浪波浪微通道为改善热管理提供了途径。在这项工作中，我们通过提出基于设备中局部和全球能量平衡的方法，而不是常用的Nusselt编号，对波浪形微通道上的对流传热进行了数值模拟，以研究这些系统中的传热增强。

该模型由一个被铜块包围的方形横截面通道组成。单波基线微通道大小为0.5 mm x 0.5 mm x 20 mm的长度，流体模型为水在通道内部流动，暴露于底部的热量47 W/cm²。首先在稳态条件下，使用COMSOLMultiphysics®构建了不可压缩层流和共轭传热的管理方程。该模型使用计算流体动力学和传热模块，以及用于MATLAB®的Livelink™。所使用的特定物理界面是传热和层流，两者都与非等热流动的多物理相结合。3D波波微通道几何形状是使用几何工具和功能创建的。微波通道几何形状是在顶部和底部表面上的正弦函数实现的，而侧壁仍然是平面。对于每个考虑的几何形状，我们使用具有四个节点四面体元件的3D非结构化网格，用于流体温度，速度和压力以及固体内的温度。在靠近墙壁的区域中，我们应用了一个由六面体元素组成的网格，可实现流体固定界面的尖锐表示。在通道系统的入口处，不连续的盖金条条件用于准确设置流体和固体域的热条件，并在流体 - 固体界面处急剧区分它们。 In order to reduce computational time, symmetric conditions are prescribed at the mid-plane of the entire device.

对波幅度a = {0、50、100、150、200} µm的五个值进行了模拟，雷诺数的三个值，re = {50,100,150}，波长为2 mm。为了提取数据，我们通过Livelink™将MATLAB®和COMSOL®搭配在一起，这表明我们的数值解决方案与单波通道上已发布的数据非常吻合。结果表明，波幅度并不重要，但是Reynolds RE RE，在设备的传热增强以及所达到的流体和固体块温度中起着关键作用。