Avec l'augmentation continue de la densité de puissance des dispositifs microélectroniques, le refroidissement est devenu un goulot d'étranglement limitant les performances. Bien que les microcanaux rectangulaires disposent d'une grande surface d'échange thermique, l'écoulement sous pression pure est principalement laminaire, et la couche limite thermique limite l'amélioration des performances. Cet article, basé sur un modèle numérique tridimensionnel, étudie l'effet de différentes configurations d'électrodes sur le champ d'écoulement et la distribution de température, et propose une disposition périodique croissante des électrodes positives, ce qui est important pour comprendre en profondeur le mécanisme d'action du champ électrique sur le fluide. L'étude montre que la disposition périodiquement croissante des électrodes positives peut efficacement induire une structure tourbillonnaire périodique de type "pseudo-rugosité" près du fond du canal. Ces tourbillons perturbent fortement les couches limites visqueuse et thermique, augmentant ainsi significativement le gradient de vitesse local près de la paroi, renforçant simultanément le transfert thermique convectif, augmentant la vitesse globale du flux et améliorant les caractéristiques de réduction de la résistance. En termes de vitesse d'écoulement dans la couche limite, comparé au canal lisse conventionnel, le renforcement le plus élevé est observé avec la disposition périodiquement croissante (structure 1) à 41,6 %, suivi par la disposition uniforme (structure 2) à 36,8 %, puis la disposition périodiquement décroissante (structure 3) à 32 %. Cette tendance se reflète également dans la performance globale : les indices de performance (performance evaluation criterion) ont augmenté de 90 % et 70 % respectivement pour la disposition périodiquement croissante et la disposition uniforme. En particulier, sous la même tension appliquée et conditions de refroidissement, la disposition périodiquement croissante peut réduire la chute de pression de 66,7 %, montrant une performance globale nettement meilleure que les deux autres configurations.

Électrohydrodynamique; caractéristiques d'écoulement; caractéristiques de transfert thermique; couche limite; électrode