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利用组合强化传热...
摘要：本文重点研究了带有矩形实体翅片的组合式混合微通道散热器的数值优化。轴向长度和体积固定，外部结构可以变化。模拟是在微通道散热器的基本单元上进行的。优化的目的是找到内部和外部配置中的最佳几何排列，以使微通道散热器中的峰值温度最小化。假设微电子电路板设备在单元底壁上散发 250 W/cm 2 的高密度均匀热通量。计算流体动力学代码用于离散化流体域并求解一组控制方程。讨论了水力直径、外部结构形状和流体速度对峰值温度和全局热阻的影响。雷诺数范围为 400 至 500 的冷却剂或水以强制对流层流的形式通过计算域的入口引入，以去除矩形块微通道底部的热量。结果表明，当流体速度在微散热器轴向长度上从 9.8 m/s 增加到 12.3 m/s 时，从组合散热器底部移除的热量更多。结果表明，在带翅片的组合微通道中，泵功率增加了 37.1%，而在无翅片微散热器中增加了 27.2%。研究结果与公开文献中关于具有圆形流道的传统微散热器的记录相符，趋势一致。关键词：微通道结构、配置、组合微通道和微翅片 [2022 年 11 月 14 日收到；2023 年 4 月 4 日修订；2023 年 4 月 14 日接受] 印刷 ISSN：0189-9546 | 在线 ISSN：2437-2110
环境工程
•水生化学与生物学与过程工程•环境和地球物理机械师•环境数据，统计和建模•人类健康与环境•对环境工程生物学和化学方面感兴趣的水文和水资源可以从水上性化学和生物学和生物学工程工程焦点领域的课程中进行选择。该重点区域强调空气，水质以及污染命运和运输，包括地下水补救和危险化学处理。课程集中于化学和生物学原理及其在水性环境中的分析和解决方案中的应用，包括对环境中化学，病原体和营养物质的定量和命运；生化反应的生化和生物物理原理；用于水处理的物理和化学单元操作；环境污染物转化的微生物过程；微生物生物能源系统中的微生物代谢途径；病原体在环境中的运动和生存；并使用微生物生物反应器来降解污染物和清洁水的恢复。对环境工程的物理和数学方面感兴趣的学生可以从环境数据，统计和建模，环境和地球物理流体力学以及水文学和水资源重点领域中的课程中进行选择。这些领域的课程有助于学生对控制质量，能量和势头在水生环境和气氛中的运动的数学和物理过程的数学了解。环境和地球物理力学方面的相关课程涉及流体运输和混合过程；分层流的流体力学；沉积物运输过程；沿海水域，河口，湖泊和开放通道的天然流动；湍流及其建模；全球大气循环；大气边界层；从全球到室内尺度的空气污染；和风能。水文学和水资源的课程考虑多孔媒体中的水文学，流量和运输；遥感应用；水资源工程设计和系统分析；以及表面和地下水文学以及水资源设计中的随机方法。有兴趣开发针对环境工程问题的数学和统计模型的学生可以从环境数据，统计和建模重点领域中选择课程，这些课程涵盖统计，数据 -
奥斯汀·C·海耶斯
• CU 博士论文工作 2018 年 8 月至今 直驱发电机比齿轮发电机具有更高的可靠性；但是，它们通常非常大（10MW 涡轮机重达 220 吨）。其中大部分质量是结构支撑材料。通过实施适合增材制造的拓扑优化和晶格结构，发电机重量可减轻多达 50%。此外，通过集成先进的冷却方法，可以显着提高功率密度，从而进一步减轻重量并降低机器成本。我制造了一个定制的 3 kW 发电机来测试各种冷却技术所能实现的最大电流密度，并使用这些数据来支持高功率密度 12 MW 直驱风力涡轮发电机的分析设计。我还研究了增材制造的空气质量和糊料挤出工艺的建模。 • HP Inc 金属 3D 打印实习生 2019 年 5 月 - 2019 年 8 月 在 HP Inc 的第二次实习中，我致力于开发用于现场打印机监控的方法和指标，以改善分层缺陷和各向同性。粉末粘合剂喷射本质上是一个分层过程，这会导致烧结缺陷。我创建了一个 MATLAB 脚本来自动分析烧结横截面以确定定量打印指标 • HP Inc 金属 3D 打印实习生 2018 年 5 月 - 2018 年 8 月 在 HP Inc 工作期间，我开发了一种高速成像装置，以更好地了解 3D 打印过程。我研究了粉末粘合剂喷射应用中的粉末-粘合剂相互作用。金属打印提出了聚合物粉末-粘合剂喷射中未曾见过的独特挑战；因此，我的工作是为了更好地理解这些独特的挑战。 • RIT 硕士论文工作 2016 年 8 月 - 2018 年 5 月 在我的硕士论文中，我使用金属增材制造的微结构来增强池沸腾传热。RIT 与 Vader Systems 合作，获得了第一台液体磁喷射 3D 打印机（现为 Xerox ElemX）。该打印机使用线材将熔融的铝液滴一滴地喷射到构建平台上，以产生高沉积速率和高分辨率。在我的项目中，我使用这项技术构建了新颖的微结构，以利用增材制造实现的气泡设计将池沸腾传热提高多达 7 倍•微流体高级设计项目（HP 赞助）2017 年 8 月 - 2018 年 5 月通过 RIT 进行的多学科项目，我们小组在惠普公司的支持下提出了自己的项目。我们开发了一种方法来创建一种低成本的微流体装置以评估层流的混合。目前，很难混合层流状态（例如生物医学应用所需的层流状态）。通过在 FAB 中的硅晶片上创建集成电阻加热器，并与低成本封装方法接口实现密封，可以创建一个流动混合装置。混合机制来自于实现类似于 HP 专利热喷墨技术的局部亚稳态沸腾。该项目是一个正在进行的研究项目，旨在确定其可行性和影响混合的参数。• NREL 科学本科实验室实习生 2017 年 5 月 - 2017 年 8 月在 NREL 工作期间，我使用有限元分析 (ANSYS) 来确定减轻大型直驱发电机重量的潜力。这可以减少 24% 的质量，同时还可以将径向偏转减少 60%。最佳的添加方法是粉末粘合剂喷射，并使用多喷射打印创建实验模型以证明设计的可打印性。我们的研究产生了两份会议论文集和两项 ASME 论文奖。• 在 IBM 与高级热能效率实验室合作 2016 年 5 月 - 2016 年 8 月在 IBM，我的工作是密封一个实验性的两相测试回路，该回路之前出现泄漏，已停运一年半。这涉及使用与 Matlab 脚本交互的 LabVIEW 数据采集来确定 Swagelok 系统是否长时间保持真空。此外，我与其他实习生和热工程师合作设计了一张流量卡，以模拟主机中的实际压降。然后，这张流量卡被 3D 打印出来并进行测试，以查看它是否对齐
工程学院
Chen 400化学过程合成和设计3.0：3 Cr。e本课程介绍了所有化学过程和操作所共有的核心技术技能和专业职责。该课程还涵盖了过程综合，过程流和图，化学产品设计，过程热力学，化学过程反应，过程传质，传热和流体流，经济有效性和操作安全。Chen 404高级化学反应堆设计3.0：3 Cr。e本课程介绍了对单个反应器系统和多个反应器系统的性能方程的解释。课程主题包括：理想反应堆的设计以及与理想性，多种化学反应，稳态和不稳定状态的操作，反应堆的优化，收集和分析速率法律数据和生物反应器的分析。本课程涵盖了催化科学，催化剂特性，制备和表征，催化反应器设计和催化剂失活的基础。该部分之后是对最重要的工业催化过程的概述：氢产生和合成气体反应，有机化合物的氢化和脱氢，以及有机和无机化合物的氧化。Chen 412工业催化过程3.0：3 Cr。 e本课程涵盖了催化科学的基础；催化剂特性，制备和表征，催化反应器设计和催化剂停用。 Chen 413高级传输现象3.0：3 Cr。 e本课程涵盖了动量，能量和质量运输的基本理论。Chen 412工业催化过程3.0：3 Cr。e本课程涵盖了催化科学的基础；催化剂特性，制备和表征，催化反应器设计和催化剂停用。Chen 413高级传输现象3.0：3 Cr。e本课程涵盖了动量，能量和质量运输的基本理论。该部分之后是对最重要的工业催化过程的概述：氢产生和合成气体反应（Fischer-Tropsch合成），有机化合物的氢化和脱氢，有机和无机化合物的氧化。壳的动量，热量和质量平衡以及变化的方程是确定层流的速度，温度和浓度分布的。粘度，导热率和质量扩散率也被涵盖，以及摩擦因子和宏观平衡。Chen 416化学工程优化3.0：3 Cr。 e本课程介绍了优化方法在热力学，单元操作，分离过程，能量设计和工业实践中优化的重要化学工程问题上的应用。 本课程包括连续，线性和非线性以及混合整数线性编程问题。 该课程强调问题定义，模型公式和解决方案分析，并提供有关现有算法和软件的足够详细信息，以解决问题。 Chen 418聚合物和聚合物工程3.0：3 Cr。 e本课程对聚合物及其商业应用的合成有很好的了解。 这些材料所具有的重要特性，包括它们的分子，物理，化学，热，机械和电特性。 还将涵盖塑料的形成技术（压缩成型，注射成型…）和导致聚合物降解的不同参数。 Chen 420食品工艺工程3.0：3 Cr。Chen 416化学工程优化3.0：3 Cr。e本课程介绍了优化方法在热力学，单元操作，分离过程，能量设计和工业实践中优化的重要化学工程问题上的应用。本课程包括连续，线性和非线性以及混合整数线性编程问题。该课程强调问题定义，模型公式和解决方案分析，并提供有关现有算法和软件的足够详细信息，以解决问题。Chen 418聚合物和聚合物工程3.0：3 Cr。 e本课程对聚合物及其商业应用的合成有很好的了解。 这些材料所具有的重要特性，包括它们的分子，物理，化学，热，机械和电特性。 还将涵盖塑料的形成技术（压缩成型，注射成型…）和导致聚合物降解的不同参数。 Chen 420食品工艺工程3.0：3 Cr。Chen 418聚合物和聚合物工程3.0：3 Cr。e本课程对聚合物及其商业应用的合成有很好的了解。这些材料所具有的重要特性，包括它们的分子，物理，化学，热，机械和电特性。还将涵盖塑料的形成技术（压缩成型，注射成型…）和导致聚合物降解的不同参数。Chen 420食品工艺工程3.0：3 Cr。Chen 420食品工艺工程3.0：3 Cr。e本课程提供了对各种供暖，冷却，冷冻，干燥和食物结晶的各种方法和工程原理的先进知识和理解的概念；它涵盖了食物中的水关系以及加工过程中物理化学变化的动力学。