محمدرضا توكلي نژاد
کوچکسازی وفشردهسازیهرچه بیشتر تجهیزات الکترونیکی موجب ایجاد گرمایبیشتریبهازایواحدسطحوافزایش قابل توجه دمای اجزای الکترونیکی میشود. در نتیجهکنترل و حفظ دمای این سطوح در بازهای قابل قبول اهمیت بسیاری دارد.استفادهاز میکروکانالهای جاذب حرارتبهدلیل نیاز به سیال خنککننده کموضریبانتقالحرارتبالاتوجهزیادیرابهخودجلبکردهاست.درسالهای اخیر پژوهشگران تلاشهای بیشماری برای افزایش هرچه بیشتر راندمان حرارتیمیکروکانالها انجام دادهاند. یکی از این روشها استفاده از مواد متخلخل داخل میکروکانالمیباشد. اما تاکنون اثر پارامترهای مشخصه مواد متخلخل و همچنین تاثیر توامان موادمتخلخل و میکروکانالها بر روی عملکرد اینگونه از میکروکانالها با شرط حجم ثابتبررسی نشده است. بنابراین دراین پژوهش تاثیرات مجزا و متقابل پارامترهای مشخصه محیطهای متخلخل از جمله میزانتخلخل، با بکارگیری روش عددی دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی مورد بررسی قرار گرفت.در این پژوهش آنالیز و تحلیل به ترتیب زیر انجام شد: الف) در ابتدا حجم ماده متخلخل ثابت فرض شد و باتوجه به اینکه ضخامت بهینه دیوارههای میکروکانال بدون ماده متخلخل قبلا بدستآمده، هدف اول این پژوهش تعیین ضخامت بهینه ماده متخلخل در هر دیواره است. ب) درگام دوم، حجم ماده متخلخل و حجم قسمت جامد میکروکانال ثابت فرض شد و تعیین ضخامتبهینه توامان دیواره میکروکانال و ماده متخلخل هدف این قسمت از پژوهش است. سپس بااین قید ثابت، میزان تخلخل بهینه ماده متخلخل، چیدمان بهینه آن و چیدمان بهینهتوامان ماده متخلخل و میکروکانال بدست آمد. این پژوهش برای چهار میزان تخلخل 8/0،85/0، 9/0 و 95/0 بررسی شد و نتایج نشان داد که در تخلخلهای کمتر ماکزیمم دمایسطح مینیمم میشود. همچنین در پایان، هندسه بهینه و بهترین ضخامت برای لایههایمتخلخل و قسمت جامد میکروکانال جاذب حرارت مشخص شد. و نتایج نشاندهنده این حقیقتاست که با اضافه کردن لایههای متخلخل به دهانه داخلی میکروکانال و بهینه کردنضخامت و ساختار آن، ماکزیمم دمای سطح سه تا ده کلوین کاهش یافت. لازم به ذکر است که در گام نخست از روش تئوریساختاری و در گام بعدی به علت زیاد بودن درجات آزادی از روش طراحی آزمایش استفادهشده است.

