Estudo numérico do processo de transferência de calor por convecção em estruturas 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 de calor conjugada, estuda sistematicamente o desempenho térmico da estrutura Gyroid sob quatro porosidades diferentes (55%, 65%, 75%, 85%) e esclarece 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 efetivamente a camada limite térmica na parede, reduzindo a resistência térmica e aumentando a eficiência da troca de calor. À medida que a porosidade diminui, o efeito da transferência de calor da estrutura Gyroid para a fonte térmica melhora continuamente, o coeficiente de transferência de calor por convecção e o número de Nusselt aumentam respectivamente; contudo, o fator de atrito também aumenta significativamente. Por meio do coeficiente j/f para comparar quantitativamente o desempenho de transferência de calor por convecção de estruturas com diferentes porosidades, o estudo revela que a estrutura Gyroid com alta porosidade e baixo número de Reynolds apresenta vantagens no desempenho global da transferência de calor por convecção.

关键词

Estrutura de dissipação de calor Gyroid; coeficiente de transferência de calor por convecção; simulação numérica; desempenho global da transferência de calor por convecção

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