С ростом плотности мощности микроминиатюрных электронных устройств охлаждение стало узким местом в повышении производительности. Хотя прямоугольные микроканалы обладают большой площадью теплообмена, при чисто давленном потоке преобладает ламинарное течение, и тепловой пограничный слой ограничивает улучшение характеристик. В данной работе изучается влияние различных конструкций электродов на поле течения и температурное распределение на основе трёхмерной численной модели, предложен способ периодического увеличения положительных электродов, что имеет важное значение для глубокого понимания механизма воздействия электрического поля на жидкость. Исследование показало, что периодически увеличивающаяся размещённая положительная электроуда может эффективно индуцировать периодическую структуру вихрей "ложной шероховатости" вблизи дна канала. Эти вихри за счёт сильных возмущений вязкого и теплового пограничных слоёв значительно увеличивают локальный градиент скорости у стенки, что одновременно усиливает конвективный теплообмен, повышает общую скорость потока и улучшает характеристики сниженного сопротивления. В отношении скорости течения в пограничном слое по сравнению с обычным гладким каналом наивысшее усиление наблюдается при периодически возрастающей раскладке (конфигурация 1) — 41,6%; на втором месте равномерное расположение (конфигурация 2) — 36,8%; периодически убывающее расположение (конфигурация 3) показало меньшие значения — 32%. Эта тенденция также отражается в комплексной эффективности: значения критерия оценки производительности повысились на 90% и 70% соответственно для периодически возрастающего и равномерного расположения. Особенно при одинаковом приложенном напряжении и условиях теплоотвода периодически возрастающая раскладка позволяет значительно снизить падение давления на 66,7%, демонстрируя явно лучшие комплексные характеристики по сравнению с двумя другими конфигурациями.

Электрофлюидодинамика; характеристики потока; характеристики теплообмена; пограничный слой; электроды