本論文では、新型マトリックス型微小噴流円柱リブヒートシンクを構築した。ヒートシンクはサンドイッチ構造で設計されており、コンパクトで小型である。上部は上気室、中間には噴流孔板があり、噴流孔板には逆流通路が設置されていて、横方向の流れが噴流衝撃伝熱に与える影響を低減している。底部は下気室で、円柱リブが配置されている。配列された円柱リブは伝熱面積を増加させるとともに、流体の撹乱を強化し伝熱を促進する。実験と数値シミュレーションを組み合わせた手法を用いて、噴流レイノルズ数、熱流密度、衝撃高径比がヒートシンク内の伝熱特性に与える影響を研究した。結果は、噴流レイノルズ数が1596～2874、噴流衝撃高さが4、6、8 mmのとき、リブなし冷却面と比較して円柱リブ付き冷却面の温度が低くなり、平均対流伝熱表面熱伝達率が1%～3%向上したことを示している。噴流レイノルズ数が増加すると熱シンクの伝熱性能も徐々に向上し、噴流レイノルズ数2874のとき、円柱リブ冷却面の平均対流伝熱表面熱伝達率は最大で1360 W/(m2·K)に達した。

伝熱強化;マトリックスジェット;リカレント構造;円柱リブヒートシンク;数値シミュレーション