発熱ブロックが取り付けられた平行平板流路の流動および熱伝達に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650202
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 浅古 豊 東京都立大学, 工学部, 教授 (20094253)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 義幸 東京都立大学, 工学部, 助手 (10244419)
• Keywords: 対流熱伝達 / 低レイノルズ数 / LSI素子の冷却 / 乱流遷移

Research Abstract

研究実施計画に基づき、平成6年度はモデル流路(直方体の発熱ブロックが片方の平板上に取り付けられた並行平板流路)の周期発達領域を対象に、Lam-Bremhorstが提案した取り扱いが容易なLBI低レイノルズ・タイプの2方程式乱流モデルを用い、Re=100〜2500の層流から乱流への遷移領域について3次元数値解析を行い、遷移Re前後の流れおよび熱伝達の特性を明らかにした。
計算を行った流路形状は発熱ブロックの一辺をL、高さをB.ブロック上方の流路高さをH、ブロック間のスペースをSとしたとき、B/L=3/8,S/L=1/4,H/L=1/4〜5/8である。その結果:
1.摩擦損失とRe数の関係および乱流エネルギーkの値から、H/L=5/8の場合、約Re=700から乱流への遷移が始まっていることが明らかになった。
2.流れを層流と仮定した場合には、熱伝達、摩擦損失ともに低く予測することが明らかになった。
これらの結果と前年度の流れの可視化の結果と比較検討を加えた。

Research Products

• [Publications] M.Faghri & Y.Asako: "Prediction of Turbulent Three-Dimensional Heat Transfer of Heated Blocks using Low-Reynolds Number Two Equation Model" Numerical Heat Transfer. 26. 87-101 (1994)
• [Publications] Y.Asako & M.Faghri: "Prediction of Turbulent Heat Transfer in the Entrance of an Array of Heated Blocks using Low-Reynolds Number k-ε Model" Numerical Heat Transfer. 27(掲載決定). (1995)