شبیه‌سازی عددی افزایش انتقال حرارت در مخزن حرارتی میکروکانال موجی

توسعه سریع سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (‏MEMS)‏و دستگاه‌های میکروفلویید، تقاضای فزاینده‌ای را برای درک جریان‌های مایع در میکرو کانال‌ها یا ساختارهای میکروکانال ایجاد کرده‌است. خصوصیات جریان مایع در میکرو کانال‌ها در طراحی و کنترل فرآیند دستگاه‌های MEMS و میکروفلویید مهم هستند. علاوه بر چیپس‌های الکترونیکی با کارایی بالا، حذف شار حرارتی بالا در وسایلی مانند آرایه‌های دیود لیزری و آینه‌های انرژی بالا مورد نیاز است. در دو دهه گذشته، بسیاری از فن‌آوری‌های خنک‌کننده برای برآورده کردن نیازهای نرخ اتلاف حرارت بالا و حفظ دمای اتصال پایین دنبال شده‌اند. مفهوم خنک سازی MCHS اولین بار توسط تاکرمن و پیز [‏ ۱ ]‏ در سال ۱۹۸۱ پیشنهاد شد. آن‌ها اشاره کردند که کاهش ابعاد کانال خنک‌کننده مایع در مقیاس میکرون منجر به افزایش نرخ انتقال گرما خواهد شد و بهبود ۴۰ برابری در قابلیت غرق کردن گرما تجربی با استفاده از میکرو کانال‌های بر پایه Si که به صفحات پوشش پیرکس متصل شده‌اند را نشان می‌دهد. از آن زمان، تحقیقات زیادی در مورد MCHS انجام شده‌است و تحقیقات زیادی برای مطالعه انتقال حرارت و ویژگی‌های جریان سیال M

In this paper, heat transfer and water flow characteristics in wavy microchannel heat sink (WMCHS) with rectangular cross-section with various wavy amplitudes ranged from 125 to 500   μm is numerically investigated. This investigation covers Reynolds number in the range of 100 to 1000. The three-dimensional steady, laminar flow and heat transfer governing equations are solved using the finite-volume method (FVM). The water flow field and heat transfer phenomena inside the heated wavy microchannels is simulated and the results are compared with the straight microchannels. The effect of using a wavy flow channel on the MCHS thermal performance, the pressure drop, the friction factor, and wall shear stress is reported in this article. It is found that the heat transfer performance of the wavy microchannels is much better than the straight microchannels with the same cross-section. The pressure drop penalty of the wavy microchannels is much smaller than the heat transfer enhancement achie