Com o aumento contínuo da densidade de potência dos dispositivos microeletrônicos, a dissipação de calor tornou-se um gargalo que limita o desempenho. Embora os microcanais retangulares ofereçam uma grande área de troca térmica, o fluxo sob pressão pura é predominantemente laminar, e a camada limite térmica limita a melhoria do desempenho. Este artigo baseia-se em um modelo numérico tridimensional para estudar o efeito de diferentes configurações de eletrodos no campo de fluxo e na distribuição de temperatura, propondo um arranjo periódico crescente dos eletrodos positivos, que é de grande importância para elucidar profundamente o mecanismo de ação do campo elétrico sobre o fluido. O estudo mostrou que o arranjo periódico crescente dos eletrodos positivos pode efetivamente induzir uma estrutura periódica de vórtices de "pseudo rugosidade" perto da base do canal. Esses vórtices perturbam fortemente as camadas limite viscosas e térmicas, aumentando significativamente o gradiente local de velocidade próximo à parede, o que simultaneamente fortalece a transferência convectiva de calor, aumenta a velocidade geral do fluxo e melhora as características de redução de resistência. Em termos da velocidade do fluxo na camada limite, em comparação com um canal convencional liso, o aumento mais alto foi observado no arranjo periódico crescente (estrutura 1) com 41,6%; seguido pela distribuição uniforme (estrutura 2) com 36,8%; e o arranjo periódico decrescente (estrutura 3) foi relativamente menor, com 32%. Essa tendência também se reflete no desempenho geral: os valores do critério de avaliação de desempenho aumentaram 90% e 70% respectivamente para o arranjo periódico crescente e a distribuição uniforme. Em particular, sob a mesma tensão aplicada e condições de dissipação térmica, o arranjo periódico crescente pode reduzir significativamente a queda de pressão em 66,7%, mostrando um desempenho geral claramente superior às outras duas configurações.

Eletrohidrodinâmica; características de fluxo; características de transferência de calor; camada limite; eletrodo