Numerical Investigation of Electrode Configuration in Heat Transfer Enhancement Caused by Onsager-Wien Effect in a Minichannel
Notice bibliographique
Résumé
Rapid developments in miniaturization technologies have led to the development of compact and high-power density electronic devices [1].An effective and flexible thermal management system is vital to ensure the reliability of these highperformance electronic systems.Micro/minichannel heat sinks with various active and passive techniques are widely used as cooling systems due to its high surface area to volume ratio [2].Electrohydrodynamics (EHD) based techniques have gained popularity in recent years as a suitable active method for heat transfer enhancement because of its quick response and simple design [3].The effect of one such EHD phenomenon called the Onsager-Wien effect in heat transfer enhancement is explored in the present study.A 3D minichannel undergoing conjugate heat transfer along with an external electric field that can trigger the onset of the Onsager-Wien effect is numerically analysed.A series of flat plate electrodes flushed on the walls of the fluid passage is used to impart an electric field in the system.Different electrode configurations are considered in the present study by varying the inter-electrode distance.The governing equations of the problem, Navier-Stokes equation, energy equation and charge transport equation are incorporated into the OpenFOAM framework and numerically solved.The interaction between flow field and the electric field leads to the formation of a unique steady state flow structure in the system.Localized high velocity zones and eddies are formed in the vicinity of the electrodes.These secondary flow structures act as a disturbance to the primary external flow leading to the disruption of velocity and thermal boundary layers accounting for the enhanced mixing in the system.The nature of the vortex generated from each electrode configuration is studied.These configurations are compared to understand the mechanism of heat transfer enhancement both qualitatively and quantitatively.The net heat transfer rate of the minichannel is quantified by the average Nusselt number.A 50% increment in the average Nusselt number is observed with EHD assisted forced convection process.The thermal hydraulic performance factor (THPF) is analyzed to study the overall effectiveness of the heat sink.THPF greater than 1 signifies an effective heat sink, and a maximum THPF value of 1.32 is obtained here using the additional electric body force.The results of this study indicates that the introduction of an external electric field in the system can augment the heat transfer in all electrode configurations with a minimal usage of additional power source.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».