Estudo de simulação numérica do processo de transferência de calor convectiva da estrutura Gyroid com diferentes porosidades

Luo Hao ,  

Wang Yunfei ,  

Cheng Ziwei ,  

Liu Keying ,  

Jiang Chenyang ,  

摘要

Este artigo, por meio de simulação numérica de transferência conjugada de calor, estudou sistematicamente o desempenho térmico da estrutura Gyroid sob quatro porosidades (55%, 65%, 75%, 85%) e elucidou seu mecanismo de transferência de calor. O estudo mostra que a estrutura Gyroid aumenta a intensidade da turbulência ao interferir nos canais de ar e destrói eficazmente a camada limite térmica na parede, reduzindo a resistência térmica e aumentando a eficiência da transferência de calor. À medida que a porosidade diminui, o efeito de transferência de calor da estrutura Gyroid para a fonte de calor se fortalece continuamente, o coeficiente de transferência de calor por convecção e o número de Nusselt aumentam, porém o fator de atrito também aumenta significativamente. Por meio do coeficiente <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mi>j</mi><mo>/</mo><mi>f</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/4C4B61B7-2A34-408a-893E-8A68B24B2DC7-M001.jpg"/><?fx-imagestate width="3.47133350" height="2.96333337"?><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/4C4B61B7-2A34-408a-893E-8A68B24B2DC7-M001c.jpg"/><?fx-imagestate width="3.47133350" height="2.96333337"?></alternatives></inline-formula> foi feita a comparação quantitativa do desempenho térmico convectivo de estruturas com diferentes porosidades, descobrindo que a estrutura Gyroid com alta porosidade e baixo número de Reynolds possui vantagens no desempenho convectivo integrado.

关键词

Estrutura de dissipação térmica do tipo Gyroid; coeficiente de transferência de calor convectiva; simulação numérica; desempenho convectivo integrado

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