非线性内热源影响下多孔湿脊柱鳍片传热效率的对比研究：Hermite小波配点法分析

本研究针对电子器件散热领域，创新性地采用Hermite小波配点法（HWCT）解决了多孔湿脊柱鳍片在温度敏感型热导率和非线性内热源条件下的传热建模难题。来自未知机构的研究团队对比分析了圆柱形、圆锥形和凸抛物线形三种鳍片结构，发现圆锥形鳍片在Peclet数（Pe）、热导参数提升时表现出最优效率，而多孔湿润参数和辐射参数会降低散热性能，该成果为微电子领域微型针鳍设计提供了重要理论支撑。

　　

在散热器（heat sinks）、燃气轮机叶片和电子元件等众多应用场景中，脊柱鳍片（spine fins）因其单位表面积下卓越的传热能力备受青睐。这项研究深入探索了完全湿润状态下多孔脊柱鳍片的热力学特性，重点关注了温度敏感型热导率（temperature-sensitive thermal conductivity）和非线性内热源（nonlinear internal heat generation）的复合影响机制。

通过沿鳍片长度方向改变半径参数，研究团队对圆柱形（cylindrical）、圆锥形（conical）和凸抛物线形（convex parabolic）三种拓扑结构展开对比实验。针对传统方法在高度非线性问题求解中的局限性，创新性引入Hermite小波配点技术（Hermite wavelet collocation technique），成功实现了能量场分布与鳍片效率的精准解析。

可视化分析揭示：热生成数（generation number）、热导参数和Peclet数（Pe）的增大会显著增强鳍片的热扩散能力；而湿润多孔参数（wet porous parameter）、对流参数（convection parameter）和辐射参数（radiation parameter）则会产生抑制作用。特别值得注意的是，在三种结构对比中，圆锥形鳍片展现出最高的热效率（thermal efficiency），这一发现为微电子领域（microelectronics）的微型针鳍（micro-pin-fin）设计优化提供了关键理论依据。