题目：空气冲击射流换热仿真研究

当今电子器件正向朝着高集成度、微型化、高功耗的方向发展，其热流密度迅速提高，电子设备过热或热缺陷是电子产品失效的主要原因之一，所以冷却问题成为制约其发展的一个瓶颈。冲击射流作为一种独特的流动方式，具有比常规流动强得多的换热能力，是解决高密度电子器件散热问题的颇具潜力的方案。针对以往对气体冲击射流的研究主要是大孔径和高雷诺数的状况，本文主要研究微小孔径和中低雷诺数空气冲击射流的换热特性，主要工作有:采用数值模拟方法对圆形单孔平板受限冲击射流冷却的流动和传热进行了三维数值研究。研究了在不同孔径、冲击距离以及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律，并拟合了一定条件下换热板的平均Nu的换热关联式。结果表明，研究范围内,射流雷诺数越大,冲击靶面换热效果越好;在一定条件下存在最佳孔径和最佳冲击距离。采用数值模拟方法对柱鳍式表面射流冲击进行了三维数值研究。计算60个状态研究了不同柱鳍表面流动传热特性的影响规律，并计算12个阵列平板射流和柱鳍式表面射流冲击作为对比。研究表明：柱鳍的形状、高度、排列都是影响射流冲击传热的关键因素，且在一定范围内存在最佳组合, 圆形柱鳍顺序排列热阻比同样柱鳍错位排列热阻大34.7%，方形柱鳍顺序排列热阻比同样柱鳍错位排列热阻大38.9%等。在本文的研究范围内，柱鳍式表面射流冲击传热效果优于平板阵列射流换热，并拟合了一定状态下柱鳍式表面射流冲击的换热关联式。