Investigation numérique de la convection forcée pour le refroidissement d’un composant électronique dans un canal en présence d’obstacles utilisant un nanofluide

Abstract

Ce travail présente une étude numérique du refroidissement par convection forcée d'un composant électronique (source de chaleur) dans un microcanal obstrué, à l'aide d'un nanofluide. La simulation numérique a été réalisée avec le logiciel COMSOL Multiphysics, en considérant plusieurs configurations : un canal avec une obstruction, un canal avec deux obstructions et différents pourcentages volumiques de nanoparticules (0%, 3%, 6% et 9%). La structure est constituée d'un microcanal de longueur 200μm et de largeur 50μm, le composant électronique étant placé au fond. L'analyse s'est concentrée sur l'évaluation du transfert de chaleur et de performance hydrodynamiques, en étudiant le nombre de Nusselt, les champs de température, les champs de vitesse et le paramètre de performance thermohydrodynamique. Les résultats obtenus montrent que l’introduction des obstacles, combinée à l’augmentation de la concentration en nanoparticules, favorise l’amélioration du transfert de chaleur. Toutefois, certaines configurations entraînent également une augmentation des pertes de charge. Parmi les cas étudiés, le cas 3 s’est révélé la plus performante, offrant le meilleur compromis entre l’intensification du transfert thermique et la limitation des pertes de charge, ce qui se traduit par une amélioration significative des performances thermohydraulique du système.