半圆形截面微通道散热器中的壁面粗糙度与粘性耗散效应

本文对壁面粗糙度效应进行了统计分析，以确定形状不确定性对层流强制对流的泊肃叶数和努塞尔数的影响。研究重点为半圆形微通道内的充分发展流区，其中传热发生在直径平面边界处，该边界被建模为完全光滑表面。另一方面，弯曲的半圆形边界被设定为粗糙且壁面热通量可忽略。本文实现了三种热边界条件：T条件、H1条件和H2条件。T条件用于模拟流体温度在流向不发生变化的情况，而H1和H2条件用于描述流体的净加热。通过评估平均值和标准差，利用由多个不同粗糙微通道组成的统计样本，检测了粗糙度对泊肃叶数和努塞尔数的实际影响。控制局部动量与能量平衡方程采用有限元方法进行数值求解，并考虑了粘性耗散对局部能量平衡的贡献。