Численное исследование влияния трехмерных и краевых эффектов на свободно-конвективный теплообмен в системе вертикальных ребер

С рамках уравнений Навье-Стокса с учетом эффектов плавучести в приближении Буссинеска проведено численное исследование влияния трехмерных и краевых эффектов на характеристики свободно-конвективного теплообмена в системах вертикальных изотермических ребер, широко используемых для интенсификации теплообмена при охлаждении различных теплонапряженных элементов в электронике и других областях техники. В широком диапазоне изменения числа Рэлея исследовано влияние конечности толщины и высоты ребер, а также эффектов, связанных с конечным числом ребер в системе, на среднюю интенсивность теплообмена и на оптимальное с точки зрения охлаждения значение шага между ребрами. На основе анализа полученных численных решений установлен механизм влияния исследуемых эффектов. Проведено сравнение полученных численных результатов с соответствующими результатами расчетов по известным полуэмпирическим формулам, используемым в настоящее время при проектировании систем охлаждения в электронике, и установлены границы их применимости по параметрам, определяющим роль исследуемых трехмерных и краевых эффектов.