Mittels numerischer Simulation wurden die Strömungs- und Wärmeübertragungsverbesserungseigenschaften herkömmlicher kugelförmiger Dimples sowie von drei neuen Dimple-Typen (elliptische Kuppeln, abgerundete Stabform, abgerundete Trapezform) in Wärmetauscherelementen von Luftkühlern für Rechenzentren untersucht. Der untersuchte Reynolds-Zahl (Re)-Bereich lag zwischen 5728 und 11176. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmeübertragungsverbesserung herkömmlicher kugelförmiger Dimples begrenzt ist, mit einem maximalen Leistungsbewertungsindex (PEC) von 1,067 (Dimple Kugel R15h2, Re=8383). Im Vergleich zu kugelförmigen Dimples liegen die Hochgeschwindigkeitsbereiche in den Kanälen der drei neuen Dimple-Typen näher an der Wand, was die Wandgrenzschicht verdünnt und die Wärmeübertragung verstärkt. Unter den drei neuen Dimple-Typen sorgt der hochgeschwindigkeitsnahe Bereich an der oberen Kanalwand und der Flüssigkeitsstoß-Effekt dafür, dass die Wärmeübertragungsfähigkeit im abgerundeten Stab-Dimple-Kanal besser ist als die der elliptischen Kuppel. Komplexere sekundäre Wirbel machen die Wärmeübertragungsfähigkeit des abgerundeten trapezförmigen Dimple-Kanals besser als die des abgerundeten Stab-Dimples. Das abgerundete trapezförmige Dimple zeigt die beste Wärmeübertragungsverbesserung und kann bei gleicher Pumpenleistung die Wärmeübertragung um bis zu 33 % gegenüber geraden Plattenkanälen erhöhen (Re=5728), wobei der PEC im getesteten Re-Bereich stets über 1,27 liegt.

Rechenzentrum;Wärmeübertragungsverbesserung;Dimple-Struktur;Luftkühler