Numerical Investigation of Hydrothermal Performance of Twisted Elliptical Pin‐Fin Heat Sinks

努塞尔数 传热 压力降 机械 材料科学 雷诺数 强化传热 湍流 穿孔 扭转 热交换器 热液循环 散热片 还原(数学) 流量(数学) 计算流体力学 捆绑 流体力学 垂直的 涡流 计算机模拟 热流密度 传热系数 强化传热 对流换热 摩擦系数 鳍 热力学 下降(电信) 机械工程
作者
Ismail H. Omran,Khaled M. Chahrour
出处
期刊:Heat Transfer - Japanese Research [Wiley]
卷期号:55 (4): 2267-2289
标识
DOI:10.1002/htj.70190
摘要

ABSTRACT The present study numerically investigates the hydrothermal performance of twisted elliptical pin‐fin (EPF) heat sinks with varying perforation levels. A total of 148 three‐dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulation cases were executed, using the RANS‐based turbulence model over a Reynolds number range of 8547–21,367, with cylindrical pin fins used as the baseline for comparison. Results show that increasing the twist angle enhances heat transfer due to twisting‐induced swirling flows and perforations, which increase cross‐flow, surface area, and vortex formation. At Re = 21,367, the Nusselt number achieved a maximum enhancement of 57% for the T120 configuration compared to the cylindrical baseline. However, this improvement was accompanied by a 41% increase in pressure drop. Moderate twist angles provided a better thermal‐hydraulic trade‐off. Configurations with twist angles below 60° achieved significant heat transfer enhancement while reducing pressure losses, with T30 showing a 27% pressure drop reduction and T0 achieving up to a 40% reduction compared to the baseline. The EPF‐T30‐P3 configuration obtained the maximum hydrothermal performance factor (HTPF) value of 2.06. These findings demonstrate that moderately twisted and perforated elliptical pin fins offer an effective balance between heat transfer enhancement and flow resistance, providing practical guidance for the design of compact, high‐efficiency air‐cooled heat sinks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
淡然幻波发布了新的文献求助10
1秒前
Hello的应助被liuchujing采纳,获得10
1秒前
充电宝的应助被丰盛的煎饼采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
ChencanFang完成签到,获得积分10
3秒前
打打的应助被terryok采纳,获得10
3秒前
情怀的应助被初遇之时最暖采纳,获得10
3秒前
苏凌儿发布了新的文献求助10
3秒前
雨筠完成签到 ,获得积分20
3秒前
4秒前
yulijuan发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.4的应助被zxc99975采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.4的应助被吱吱采纳,获得10
9秒前
Lumos完成签到,获得积分10
9秒前
伟大的娃娃完成签到,获得积分10
9秒前
午木完成签到,获得积分10
9秒前
MADAO发布了新的文献求助200
10秒前
11秒前
心灵美的幼蓉完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Mint发布了新的文献求助10
13秒前
赘婿的应助被wise111采纳,获得10
13秒前
13秒前
jojoba发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Chem完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
maodou发布了新的文献求助10
18秒前
XLY发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
yulijuan完成签到,获得积分20
18秒前
连南烟完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
橙子发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
Evan发布了新的文献求助10
23秒前
丸子吖发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Narrative Disclosure and Earnings Performance: Evidence from R&D Disclosures 1050
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8005574
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9456606
关于积分的说明 21162095
捐赠科研通 7578262
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3382097
关于科研通互助平台的介绍 2514918
邀请新用户注册赠送积分活动 2417070