翅片阵列对翼面的冲击换热影响数值模拟研究

曲面冲击换热在飞机机翼前缘防除冰上有着广泛应用.为了进一步提高翼型前缘防除冰性能,采用数值模拟依次探索了不同翅片阵列在平板和曲面上的冲击换热特性.平板模型的翅片阵列包含8片、12片直翅片以及12片弯翅片3种结构;曲面模型包括8片短翅片和8片长翅片两种阵列结构.仿真结果表明:在平板和翼型曲面上添加翅片阵列可以显著提高模型在不同雷诺数下的射流冲击换热性能;与无翅片相比,翼面上的换热效果整体提升高达4%~10%,其中在驻点位置处的强化换热效果最为明显.深入分析发现,引入的翅片阵列一方面增大了强化换热面积,同时也改变了冲击射流流动结构,从而增强了射流冲击换热的效果.

新型周期性绕流翅片阵列散热结构的性能研究

随着计算芯片热流密度的提升,微通道液冷冷板散热已经逐渐开始取代传统风冷散热。研究了一种新型的周期性绕流翅片阵列微通道散热结构,该结构通过周期性交替排列的斜向二次流通道,使主流的边界层被二次流反复打破,从而提高换热性能;同时由于较大的过流断面面积,流动压降得到降低。在研究了工质入口流量对该新型散热结构的换热和流动性能的影响的基础上。冷板整体热阻,以及冷板压降分别被用来评估冷板的散热和流动性能。与常规平直翅片对比,该新型结构的散热性能提高了15.8~5.7%,压降则降低了40.1~1.5%。使用该新型散热结构制作的液冷冷板,可以为高发热量的芯片提供更高效的散热,提高芯片的运行速度和稳定性。

内部结构组合形式优化对冷板冷却性能的影响

为了优化电池组的冷却性能,提出了一种均匀直通道与阵列翅片相结合的液冷板设计。基于计算流体动力学(CFD)的评估方法对模型进行冷却性能分析和优化,在5 C放电工况下,研究对液冷板内部不同的通道与阵列翅片组合形式、进出口宽度、翅片大小和上下冷却槽间距对电池热管理的影响。结果表明:中间使用翅片、两侧使用通道可以改变最高温度、平均温度和温差,改变进出口宽度可以显著改变进出口压降。与原始模型相比,质量流量为0.5 g/s时,优化模型满足最高温度为39.99℃,平均温度降低0.93℃,同时温度标准差和进出口压降分别降低0.09℃和494.68 Pa;冷却液质量流量对液冷板散热性能有一定程度的影响。