Estudio numérico del proceso de transferencia de calor convectivo en estructuras Gyroid con diferentes porosidades

Luo Hao ,  

Wang Yunfei ,  

Cheng Ziwei ,  

Liu Keying ,  

Jiang Chenyang ,  

摘要

Este artículo, mediante simulación numérica de transferencia conjugada de calor, estudia sistemáticamente el desempeño térmico de estructuras Gyroid con cuatro porosidades (55%, 65%, 75%, 85%) y aclara su mecanismo de transferencia de calor. El estudio muestra que la estructura Gyroid aumenta la intensidad de la turbulencia al interferir en los canales de aire y destruye eficazmente la capa límite térmica en la pared, reduciendo la resistencia térmica y mejorando la eficiencia de transferencia de calor. A medida que disminuye la porosidad, el efecto de transferencia de calor de la estructura Gyroid hacia la fuente de calor se fortalece continuamente, aumentando el coeficiente de transferencia convectiva y el número de Nusselt, aunque el factor de fricción también aumenta significativamente. Mediante el 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> se cuantificó y comparó el rendimiento de transferencia de calor convectivo entre estructuras de diferentes porosidades, hallándose que la estructura Gyroid con alta porosidad y bajo número de Reynolds presenta ventajas en el desempeño convectivo total.

关键词

Estructura de disipación térmica tipo Gyroid; coeficiente de transferencia de calor convectivo; simulación numérica; desempeño térmico convectivo integral

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