将垂直热供应转化为水平运动：用于微技术泵送和自主废热回收
流体动力学
2026-03-27 v1 材料科学
摘要
高性能计算基础设施的快速进步及其广泛应用产生了越来越多的废热。这种热构成了不可持续的能量损失，同时也需要超越传统热管理的冷却解决方案。在这里，我们展示了一种将垂直废热供应直接转化为水平流体运动的新机制，从而实现微环境中的自主、自驱动泵送。我们的方法基于一种结合几何对称性破缺与异质热导率以诱导局部热毛细马兰戈尼流的概念。我们提供了该概念的实现以及实验和数值概念验证，分别的流场之间吻合良好。该方法具有可扩展性，在现实的面加热条件下运行。它适用于微技术应用的多样化泵送设计、芯片实验室架构、被动热管理以及热驱动微流控系统。
引用
@article{arxiv.2603.25626,
title = {Converting vertical heat supply into horizontal motion for microtechnological pumping and autonomous waste heat recovery},
author = {Jan-Niklas Schäfer and Tillmann Carl and Kristin Kühl and Sonja Kiehren-Ehses and Jan Aurich and Georg von Freymann and Clarissa Schönecker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25626},
year = {2026}
}