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Tema A4 Termofluidos: Análisis térmico Estudio termo-fluido-dinámico de disipador de calor biomiméticoGuillen Mosqueda Aarón Emanuel a , Abel Hernandez-Guerrero a,* , J. Luis Luviano-Ortiz a , José-Manuel Luna b a Universidad de Guanajuato División de Ingenierías Campus Irapuato-Salamanca, Carretera Salamanca - Valle de Santiago km 3.5 + 1.8, Comunidad de Palo Blanco, Salamanca, 36885, México. b Instituto Tecnológico Sanmiguelense de Estudios Superiores, San Miguel de Allende, Guanajuato, México *Autor contacto. Dirección de correo electrónico: [email protected] R E S U M E N Actualmente las unidades de procesamiento en los equipos de cómputo de alto rendimiento son cada vez más potentes, pequeños en tamaño, pero con altas tasas de generación de calor. Por lo que se vuelve vital contar con disipadores de calor capaces de liberar a razones de transferencia adecuadas las grandes cantidades de energía generada por tales componentes electrónicos. El presente trabajo muestra los resultados de un estudio termo-fluido-dinámico en un disipador de calor pensado en la Ley Alométrica y el Número Áureo que, en un intento por imitar la naturaleza, considera un conjunto de aletas estructuradas siguiendo el patrón biomimético del trigo. Los patrones de flujo y los campos térmicos resultantes se compararon con arreglos aletados convencionales, reflejando una diferencia significativa favorable en las temperaturas máximas alcanzadas en condiciones de enfriamiento semejantes Palabras Clave: Disipador de Calor, Diseño Biomimético, Número Áureo, Análisis Numérico, Transferencia de Calor. A B S T R A C T Currently the processing units in high-performance computing equipment are increasingly more powerful, small in size, but with high heat generation rates. Thus, it becomes vital to have heat sinks capable of dissipating the large amounts of energy generated by such electronic components at suitable transfer rates. The present work shows the results of a thermo- fluid-dynamic study of a heat dissipator that originally following the ideas of the Alometric Law and the Golden Number, attempts to imitate nature, considering a set of structured fins that follow the biomimetic pattern of wheat. The flow patterns and the resulting thermal fields were compared with conventional finned arrangements, reflecting a favorable significant difference in the maximum temperatures reached under similar cooling conditions. Keywords: Heat sink, Biomimetic Design, Golden Ratio, Numeric Analysis, Heat Transfer. 1. Introducción Las superficies extendidas o aletas son usadas ampliamente en equipos para disipar calor. En los dispositivos electrónicos es de gran importancia el control de su temperatura ya que en la actualidad se manejan grandes cantidades de información a grandes velocidades y el aumento de la temperatura en estos dispositivos provoca errores de estancamiento y reinicio del sistema, por mencionar algunos de los problemas más significativos. Aunado a lo anterior, el diseño del enfriamiento de los dispositivos electrónicos ha sido un gran reto por el manejo de geometrías compactas y uso prolongado del usuario. Estudios recientes han determinado que las superficies extendidas con perforaciones tienen mayor eficiencia, menos pérdidas por fricción y menor peso, comparado con una aleta sólida con las mismas dimensiones [1 - 5]. Investigaciones recientes determinaron que las superficies extendidas tienen mayor eficiencia dependiendo del número de perforaciones, altura, número de aletas, y ángulo [1-3]. De acuerdo con los criterios de diseño se debe considerar una disipación elevada de calor, costo y manufactura del diseño [4]. Cabe señalar que para el diseño biomimético se toman geometrías presentes en la naturaleza tratando de imitarlas. Esto se puede encontrar en el trabajo de Nava y Hernández [5] quienes realizaron el análisis fluido-dinámico de dos distribuidores de flujo, con un diseño basado en la teoría constructal, utilizando la razón alométrica ( ) y el número dorado (). Ellos encontraron que el distribuidor de flujo creado basado en la razón alométrica tiene menor caída de presión que el basado en la razón del número dorado, pero teniendo una mejor distribución de flujo en este último. Por otra parte, es importante señalar que el ángulo y la geometría de la superficie extendida puede perjudicar o beneficiar el comportamiento termo-hidrodinámico; esto MEMORIAS DEL XXIV CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 19 al 21 DE SEPTIEMBRE DE 2018 CAMPECHE, CAMPECHE, MÉXICO ISSN 2448-5551 TF 103 Derechos Reservados © 2018, SOMIM

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Tema A4 Termofluidos: Análisis térmico

“Estudio termo-fluido-dinámico de disipador de calor biomimético”

Guillen Mosqueda Aarón Emanuela, Abel Hernandez-Guerreroa,*, J. Luis Luviano-Ortiza, José-Manuel Lunab

aUniversidad de Guanajuato División de Ingenierías Campus Irapuato-Salamanca, Carretera Salamanca - Valle de Santiago km 3.5 + 1.8, Comunidad de Palo Blanco, Salamanca, 36885, México. bInstituto Tecnológico Sanmiguelense de Estudios Superiores, San Miguel de Allende, Guanajuato, México

*Autor contacto. Dirección de correo electrónico: [email protected]

R E S U M E N

Actualmente las unidades de procesamiento en los equipos de cómputo de alto rendimiento son cada vez más potentes,

pequeños en tamaño, pero con altas tasas de generación de calor. Por lo que se vuelve vital contar con disipadores de

calor capaces de liberar a razones de transferencia adecuadas las grandes cantidades de energía generada por tales

componentes electrónicos. El presente trabajo muestra los resultados de un estudio termo-fluido-dinámico en un disipador

de calor pensado en la Ley Alométrica y el Número Áureo que, en un intento por imitar la naturaleza, considera un

conjunto de aletas estructuradas siguiendo el patrón biomimético del trigo. Los patrones de flujo y los campos térmicos

resultantes se compararon con arreglos aletados convencionales, reflejando una diferencia significativa favorable en las

temperaturas máximas alcanzadas en condiciones de enfriamiento semejantes

Palabras Clave: Disipador de Calor, Diseño Biomimético, Número Áureo, Análisis Numérico, Transferencia de Calor.

A B S T R A C T

Currently the processing units in high-performance computing equipment are increasingly more powerful, small in size,

but with high heat generation rates. Thus, it becomes vital to have heat sinks capable of dissipating the large amounts of

energy generated by such electronic components at suitable transfer rates. The present work shows the results of a thermo-

fluid-dynamic study of a heat dissipator that originally following the ideas of the Alometric Law and the Golden Number,

attempts to imitate nature, considering a set of structured fins that follow the biomimetic pattern of wheat. The flow

patterns and the resulting thermal fields were compared with conventional finned arrangements, reflecting a favorable

significant difference in the maximum temperatures reached under similar cooling conditions.

Keywords: Heat sink, Biomimetic Design, Golden Ratio, Numeric Analysis, Heat Transfer.

1. Introducción

Las superficies extendidas o aletas son usadas ampliamente

en equipos para disipar calor. En los dispositivos

electrónicos es de gran importancia el control de su

temperatura ya que en la actualidad se manejan grandes

cantidades de información a grandes velocidades y el

aumento de la temperatura en estos dispositivos provoca

errores de estancamiento y reinicio del sistema, por

mencionar algunos de los problemas más significativos.

Aunado a lo anterior, el diseño del enfriamiento de los

dispositivos electrónicos ha sido un gran reto por el manejo

de geometrías compactas y uso prolongado del usuario.

Estudios recientes han determinado que las superficies

extendidas con perforaciones tienen mayor eficiencia,

menos pérdidas por fricción y menor peso, comparado con

una aleta sólida con las mismas dimensiones [1 - 5].

Investigaciones recientes determinaron que las

superficies extendidas tienen mayor eficiencia dependiendo

del número de perforaciones, altura, número de aletas, y

ángulo [1-3].

De acuerdo con los criterios de diseño se debe considerar

una disipación elevada de calor, costo y manufactura del

diseño [4]. Cabe señalar que para el diseño biomimético se

toman geometrías presentes en la naturaleza tratando de

imitarlas. Esto se puede encontrar en el trabajo de Nava y

Hernández [5] quienes realizaron el análisis fluido-dinámico

de dos distribuidores de flujo, con un diseño basado en la

teoría constructal, utilizando la razón alométrica (𝜺) y el

número dorado (𝝑). Ellos encontraron que el distribuidor de

flujo creado basado en la razón alométrica tiene menor caída

de presión que el basado en la razón del número dorado, pero

teniendo una mejor distribución de flujo en este último.

Por otra parte, es importante señalar que el ángulo y la

geometría de la superficie extendida puede perjudicar o

beneficiar el comportamiento termo-hidrodinámico; esto

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último se muestra en el trabajo de Buyruk et al. [6] quienes

analizaron la transferencia de calor en un intercambiador

con aletas rectangulares con un ángulo de 90° y 30°, y

reportaron los contornos de velocidades y contornos de

temperaturas mediante la solución de las ecuaciones de

continuidad, Navier–Stokes, así como la ecuación de la

energía, en estado estacionario. Estos autores encontraron

que para un número de Reynolds de 400 a la entrada se

incrementa la transferencia de calor en un 10% con aletas

dispuestas a 30° con respecto a las aletas de 90°.

Cabe señalar que con respecto al uso del diseño

biomimético se tiene que dar el factor de entrada para que

de esta forma con la razón alométrica o número dorado se

obtengan las relaciones de la geometría natural que se busca

imitar para darle una aplicación específica. Un caso es el

estudio de Damían-Ascensio et al. [7], quienes analizaron la

generación de entropía para una celda de combustible tipo

PEM con un campo de flujo biomimético. En el presente

artículo se muestra cómo se obtuvieron los parámetros

biomiméticos del trigo, bajo la hipótesis de que el patrón

biomimético del trigo juega un papel importante en el

mecanismo de transferencia de calor durante el proceso de

crecimiento y maduración uniforme de la vaina, este trabajo

presenta los resultados de un análisis térmico enfocado a la

evaluación térmica de un disipador de calor conformado por

aletas geométricamente caracterizadas bajo el patrón

biomimético del trigo.

2. Metodología

De acuerdo con las mediciones experimentales que se

realizaron sobre el modelo natural del trigo, se obtuvieron

las medidas descritas en la Tabla 1 para cada una de las

dimensiones características del mismo. Para la selección del

parámetro de interés se utilizará el ángulo θ que es el ángulo

inicial, mientras que 𝜙 representa el cambio de ángulo de

vaina en vaina como se describe en la Tabla 2 y en la Figura

1 (donde ℎ es la altura de la vaina de la sección derecha).

Cabe señalar que Zuñiga-Cerroblanco et al. [8], analizaron

diferentes arreglos de superficies extendidas, obteniendo los

arreglos más eficientes con sus respectivos parámetros de

diseño. Estos mismos se utilizarán para realizar el arreglo de

la geometría del trigo y ayuden a determinar de una manera

más adecuada las mediciones señaladas en la Tabla 1 y

Figura 2, las cuales se basan en la Figura 1(b), ya que se

aprecia que la vaina se asemeja a una elipse, la unión podría

ser un circulo, pero para este caso se usará un cuadrado y

finalmente se denota que la prolongación se puede

aproximar a un rectángulo, para el arreglo que se propone.

En la Tabla 2 se puede observar que la varianza entre

ángulos está entre 1° y 3°, por lo que para fines prácticos se

obtuvo un 𝜃𝑝𝑟𝑜𝑚, el cual será el primer parámetro de diseño

biomimético (Ecuación (1)).

Tabla 1 – Parámetros y Geometrías Biomiméticos.

Modelo natural Geometría

propuesta Medidas [mm]

Vaina Elipse 𝑎 = 1.54, 𝑏 = 6

Prolongación Rectángulo 𝑚 = 3.9, ℎ = 3.63

Unión Cuadrado 𝑠 = 3.81

(a) (b)

Figura 1. (a)Análisis del ángulo del trigo (b)Partes del trigo.

Tabla 2 –Variación de ángulos que caracterizan la geometría del trigo.

Ángulo [°]

𝜃 58

𝜙1 61

𝜙2

𝜙3

57

59

𝜙4 61

𝜙5 61

𝜙6 60

Figura 2. Geometrías de aletas propuestas para el modelo.

θ𝑝𝑟𝑜𝑚 =𝜃 + 𝜙1 + ⋯+ 𝜙𝑛

𝑛 + 1 (1)

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Sahray et al. [9] realizaron el análisis numérico y

experimental de distintos arreglos aletados, encontrando que

las combinaciones de 64 aletas con una altura de 30

milímetros tenían una mejor disipación de calor, en

comparación a las otras. Debido a esto, para el arreglo que

se propone y a las condiciones del diseño biomimético

realizado se obtiene la geometría que se indica en la Tabla

3, Figura 3 y Figura 4, así como dado que “ℎ” es un valor

muy pequeño se despreciará y se tomará que ambos lados

tienen un comienzo en cero.

Tabla 3 – Parámetros del modelo final.

Variable Medidas [mm]

𝐵 11.13

𝑑 38.70

𝐻 31.75

𝑤 6.35

𝑝 77.23

𝑅 63.55

(a) (b)

Figura 3 – (a)Vista superior del arreglo final del modelo;(b)Ángulo de

la elipse.

Figura 4 – Vista lateral de la altura y grosor del modelo.

El ángulo inicial de entrada para el disipador propuesto

es un valor de diseño, es decir, es un valor dado del cual a

partir de éste y en base a la razón áurea (𝝑) y a la razón

alométrica (𝜺), se obtendrá la orientación para las elipses con

la Ecuación (2):

𝜃𝜗,𝜀 =𝜃𝑖

𝜃𝑖+1

(2)

donde 𝒊 e 𝒊 + 𝟏 indican el ángulo actual y el ángulo

siguiente, respectivamente. La Tabla 4 muestra la relación

de la Ecuación (2) y el valor de los ángulos para todos los

modelos que se analizarán.

De acuerdo con las investigaciones recientes como la de

de Buyruk et al. [6] , variar el ángulo de la superficie

extendida puede perjudicar o beneficiar la transferencia de

calor por lo que para esta investigación solo se variará el

ángulo de la elipse y determinar cómo perjudica o beneficia

al arreglo.

Tabla 4 – Variación de ángulo para razón alométrica y áurea.

𝜽𝝑,𝜺 = 𝜽𝒊/𝜽𝒊+𝟏 𝜽𝝑 𝜽𝜺

𝜃1 60 60

𝜃2 97 75

𝜃3

𝜃4

𝜃5

𝜃6

𝜃7

𝜃8

157

254

-----------

-----------

-----------

-----------

95

120

151

190

240

302

2.1. Implementación numérica

Para el modelo computacional , ver Figura 4, se utilizaron

las dimensiones parametrizadas anteriores, exponiendo la

superficie extendida a un flujo de aire con velocidad a la

entrada (𝑈𝑒𝑛𝑡) de 2 m/s , en un canal de una extensión de

600 mm para el análisis de este modelo.

Figura 4 – Modelo computacional

Para el fenómeno de transferencia de calor el cual

involucra el caso de interés, se resolvieron las ecuaciones de

momentum, energía y conservación de la masa dadas por las

Ecuaciones (3)–(5).

𝜌𝑓(�⃗� ∙ 𝛻𝑉) = −𝛻𝑃 + 𝜇𝑓𝛻2�⃗� (3)

𝜌𝑓𝐶𝑝,𝑓(�⃗� ∙ 𝛻𝑇) = 𝑘𝑓𝛻2𝑇 (4)

𝛻(�⃗� ) = 0 (5)

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2.2. Condiciones de frontera

Para el análisis se consideró que la temperatura del aire a la

entrada del canal 𝑇0 era la temperatura ambiente, el flujo de

calor en la base del disipador se estableció en 30 𝑊/𝑚2;

aunado a esto, se consideró estado estacionario, fluido

incomprensible, transferencia de calor despreciable por

radiación y se utilizó el modelo de turbulencia k-𝜖 RNG,

debido a su estabilidad en la consideración de efectos tales

como gradientes adversos de presión o al mejor control de

la difusividad numérica para flujos con altos niveles de

mezclado, la cual es una condición esperada en este análisis

y para el que el modelo k-𝜖 Standard no es recomendable

.

En base a lo anterior, las condiciones de frontera a través

del dominio computacional fueron impuestas para todas las

variables. Por lo tanto, para el análisis se estableció:

Estado estacionario:

𝜕𝑇

𝜕𝑡= 0

𝜕𝑢

𝜕𝑡= 0

𝜕𝑣

𝜕𝑡= 0

𝜕𝑤

𝜕𝑡= 0

𝜕𝜌

𝜕𝑡= 0

Por otra parte, para la velocidad en las paredes se impuso

la condición de no deslizamiento:

𝑈 = 0 [m/s] 𝑉 = 0 [m/s] 𝑊 = 0 [m/s]

En la entrada del canal se estableció la siguiente

velocidad:

𝑈 = 0 [m/s] 𝑉 = 0 [m/s] 𝑊 = 𝑈𝑒𝑛𝑡 [m/s]

En la base del disipador se fijó una condición de flujo de

calor constante:

𝑄𝑏 = 𝑄𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎 [W/m2]

Por último, a la salida del canal se estableció una

condición de presión de salida:

P=𝑃𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 [Pa]

Para el análisis de los disipadores de calor propuestos, se

tomara valor 6686 W/m2 , y 0 Pa, para 𝑄𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎 y

𝑃𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ,respectivamente, como lo propone Zuñiga-

Cerroblanco et al. [8].

2.3. Análisis de calidad de malla

Como parte del presente estudio se realizó un análisis de

independencia de malla para determinar el tamaño adecuado

en la discretización del dominio de cálculo. Gallardo [9]

analizó la calidad de malla utilizando la razón de los

tamaños ideales y reales de sesgo como se muestra en la

Tabla 5 y en la Ecuación (6).

𝑆 =𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 − 𝑡𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎

𝑡𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 (6)

Tabla 5 – Calidad de celda respecto al valor de sesgo.

Valor de sesgo (S) Calidad

𝑆 = 1

0.90 ≤ 𝑆 ≤ 1.00

Degenerada

Mala

0.75 ≤ 𝑆 ≤ 0.90 Pobre

0.50 ≤ 𝑆 ≤ 0.75

0.25 ≤ 𝑆 ≤ 0.50

0.00 ≤ 𝑆 ≤ 0.25

𝑆 = 0

Regular

Buena

Excelente

Equilátera

De acuerdo con el criterio mostrado en la Tabla 5, el

elemento con mayor sesgo en cada modelo usado en este

análisis tenía un valor aproximado de 𝑆 = 0.70, por lo que

se tuvo una malla regular.

Tarvydas et al. [10] estudiaron el tiempo de cómputo para

mallas de distintos elementos, encontrando la relación del

incremento del tiempo de acuerdo con el número de nodos

usados en la malla y determinan que la independencia de

malla se logra a partir de 250 000 nodos. Utilizando este

procedimiento para validar la calidad de malla,

primeramente; se generó una malla regular de 2 000 000 de

celdas, a la cual se le hizo una variación de ± 10 000 celdas

o volúmenes a la malla inicial, por lo que se obtuvo que la

variación entre los resultados de las mallas de 2 000 000 a

2 010 000 es de 0.001 lo que es un valor mínimo, por lo que

se usará la primera malla generada, dado que se busca el

menor tiempo de computo con el menor número de

elementos.

3. Resultados

Debido a la falta de datos experimentales para valorar la

calidad de los resultados numéricos obtenidos en este

estudio por ANSYS Fluent®; y en un intento por disminuir

incertidumbre de solución, el modelo de predicción se

desarrolló tomando las mejores estrategias de solución

documentadas en análisis termo-fluido-dinámicos similares;

las cuales van desde la conformación de una malla de alta

calidad hasta la activación y configuración de modelos

auxiliares (turbulencia).

De acuerdo con la Tabla 4 se tiene un total 12 modelos;

2 de ellos corresponden al modelo inicial de 60°, 7 son de la

razón alométrica( 𝜀 ) y 3 son de la razón áurea( 𝜗 ),

correspondientes a las columnas

𝜃𝜀 y 𝜃𝜗, respectivamente. Puesto que los modelos mayores

a 180° corresponden a casos que se encuentran fuera del

rango permitido (0°–180°) quedarán excluidos para este

análisis, ya que esto implicaría un incremento del área del

disipador. Para los modelos analizados se tienen los

contornos de temperaturas, descritos en las Figuras 5 y 6, así

como en la Tabla 6 se registran las temperaturas máximas

para cada caso.

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En la Figura 5(a) se observa que el rango de temperatura

de las aletas rectangulares y cuadradas llega a un máximo de

316 K, mientras que la parte central se obtiene una

temperatura de 335 K. En la Figura 5(b) se observa que el

cambio de ángulo ocasiona una disminución de la

temperatura máxima a 300 K y una distribución más

uniforme de la temperatura con respecto a la Figura 5(a).

Para las Figuras 5(c) y 5(d) se aprecia que la temperatura

sigue siendo inferior a la del Modelo 1 pero la temperatura

aumentó a comparación del Modelo 2, teniendo una 𝑇𝑚𝑎𝑥

331 K . Finalmente, en las Figura 6(a), 6(b) y 6(c) se aprecia

que se alcanza una 𝑇𝑚𝑎𝑥 de 329 K.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 5. Contorno de temperaturas en kelvin para : (a) Modelo 1;

(b) Modelo 2; (c) Modelo 3; (d) Modelo 4 .

(a) (b)

(c)

Figura 6. Contorno de temperaturas en kelvin para: (a) Modelo 5;

(b) Modelo 6; (c) Modelo 7.

Tabla 6 – Temperaturas máximas registradas.

𝑴𝒐𝒅𝒆𝒍𝒐 𝜽[°] 𝑻𝒎𝒂𝒙[K]

1 60 335

2 76 300

3

4

5

6

7

95

97

120

151

157

330

331

329

329

329

En base a lo anterior se prosiguió a obtener los perfiles de

velocidad del fluido en cada modelo para analizar y

determinar si existen posibles regiones de flujo estancado

que pudieran afectar la transferencia de calor; esto se

muestra en las Figuras 7 y 8.

En la zona azul de las Figuras 7(a),7(b) ,7(c) y 7(d) se

aprecia un plano a la altura media de la elipse en el cual se

puede observar los puntos muertos de velocidad en una

elipse, que son mayores en comparación de las Figuras 8(a),

8(b) y 8(c) en las cuales estos puntos muertos de velocidad

son mínimos. Finalmente, en dichas Figuras se puede

apreciar la que la velocidad máxima esta en el lado derecho,

el cual corresponde al canal que esta entre las elipses, así

como cabe señalar que cada elipse a lo largo del disipador

presenta el mismo comportamiento.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 7. Vectores de velocidad en m/s para la elipse: (a) Modelo 1;

(b) Modelo 2; (c) Modelo 3; (d) Modelo 4.

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(a) (b)

(c)

Figura 8. Vectores de velocidad en m/s para la elipse: (a) Modelo 5;

(b) Modelo 6; (c) Modelo 7.

Se observa en la Figura 5 que el ángulo de la elipse es

perjudicial ya que éste ocasiona puntos de estancamiento de

velocidad lo que provoca , pero a partir de 120° se ve en las

Figuras 9,10 y 11 la temperatura máxima disminuye.

Los resultados obtenidos se compararon con los

resultados reportados por Sahray et al. y Gupta et al.[11-12]

lo cuales desarrollaron análisis sobre superficies extendidas

convencionales. Estos trabajos reportan temperaturas

máximas de 359 y 358.7 K, respectivamente. La temperatura

máxima calculada en el presente estudio es de 335 K, tal

como se muestra en las Figuras 5 y 6.

4. Conclusiones

En este trabajo se realizó el análisis numérico de un

disipador biomimético para el que se concluye lo siguiente:

• El incremento en el ángulo de inclinación del perfil

elíptico ocasiona la presencia de puntos de

estancamientos de flujo aguas arriba de la aleta, los

cuales impactan de manera perjudicial en el

comportamiento térmico de disipador.

• El ángulo de la prolongación ayuda a eliminar una

parte de los puntos muertos de velocidad en la aleta

cuadrada, ya que ésta se colocó de tal manera que

el flujo llega a incidir en la parte trasera, lo que

ayuda a la disipación.

• La consideración de proponer arreglos geométricos

de aletas siguiendo el patrón biométrico del trigo

ha mostrado indicios de ser una opción viable para

tomarse en cuenta en el diseño térmico de aletas de

disipación. Actualmente el equipo de trabajo se

encuentra desarrollando análisis más profundos en

lo que se valorará cuantitativamente el rendimiento

termo-hidráulico del disipador y su impacto en la

eficiencia térmica.

• En base al campo térmico del disipador de calor, el

ángulo adecuado de inclinación de la aleta elíptica

está en el rango de 𝛉𝟒,𝜺 = 120° y 𝜽𝟑,𝛝 = 157° (ángulo 4 de la razón alométrica y ángulo 3 de la

razón aurea, respectivamente) , encontrándose una

temperatura máxima de 329 K.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a la Universidad de

Guanajuato por el apoyo financiero para llevar a cabo este

proyecto bajo el Programa Convocatoria Institucional de

Investigación Científica 2018.

REFERENCIAS

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