Efficient Numerical Shape Optimization of Natural Convection Cooled Heat Sinks
Notice bibliographique
Résumé
Efficient natural convection-cooled heat sinks are vital to the future of electronics cooling due to their low energy demand in the absence of an external pumping agency in comparison to other cooling methods. The present study is aimed to identify the most effective fin design for enhancing heat transfer in natural convection applications. Initially, a baseline case with rectangular fins was considered in the present study and it was optimized with respect to fin spacing. This optimized baseline case is then validated against the semi-empirical correlation proposed by Elen-baas (1942) [2]. Upon good agreement, the validated model is used for comparative analysis of different heat sink configurations with rectangular, trapezoidal, curved, and angled fins. The optimised fin spacing obtained for the baseline case is also used for the other heat sink configura-tions and then the fin designs are further optimized for better performance. However, for the an-gled fin case, the optimized configuration proposed by Zhang et al. (2020) [3] is adopted in the present study. This study is carried out with Ansys Fluent for a Rayleigh number of 2.4 × 10^6. The proposed novel curved fin design with a shroud defined as Case C4 showed a 4.1% decrease in the system’s thermal resistance with an increase in the heat transfer coefficient of 4.4% when compared to the optimized baseline fin case. The obtained results are further non-dimensionalized with proposed scaling in terms of the baseline case for the two novel heat sink cases (trapezoidal, curved).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».