دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 16 1 2026 03 21 Numerical Analysis of the Effect of Alternating Magnetic Field on the Hydrodynamic Behavior and Entropy Generation of Galinstan Liquid Metal Flow Under High Heat Flux تحلیل عددی اثر میدان مغناطیسی متناوب بر رفتار هیدرودینامیکی و تولید آنتروپی جریان فلز مایع گالینستن تحت شار حرارتی بالا 63 79 3793 10.22044/jsfm.2026.16094.3964 FA عباس ملایی دانشجوی دکترا، گروه مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران علیرضا آقایی حرارت و سیالات، دانشکده مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران حسین خراسانی زاده دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article 2025 04 19 Enhancing heat transfer rates in electronic systems plays a crucial role in improving their efficiency and performance. In this study, a heat sink with a vertically active microchannel utilizing Galinstan liquid metal (Galinstan) as the working fluid is investigated. The Navier-Stokes equations are discretized using the second-order upwind finite volume method. Galinstan is selected due to its high thermal and electrical conductivity, low viscosity, high density, non-toxicity, and low melting point. Given its high electrical conductivity, the application of an alternating magnetic field alters the hydrodynamic behavior of the fluid flow, increasing the velocity gradient near the walls. This enhancement in velocity near the walls improves the Nusselt number but also leads to an increase in pressure drop. By analyzing the phase difference between the magnetic and electric fields, results indicate that as the phase difference increases, the pressure drop decreases, with the reduction rate of pressure drop being higher than that of the Nusselt number. This highlights the significant effect of the magnetic field phase difference in reducing the system’s hydrodynamic resistance. An increase in the magnetic phase difference leads to higher thermal and magnetic entropy generation while reducing frictional entropy generation. At a Hartmann number of 129 and phase differences of 10°, 20°, 30°, 40°, and 50°, the pressure drop is reduced by 4.28%, 17.2%, 37.42%, 63.2%, and 92.3%, respectively, while the Nusselt number decreases by 0.11%, 0.52%, 1.17%, 2.06%, and 3.19%, compared to zero phase difference. افزایش نرخ انتقال حرارت در سیستم‌های الکترونیکی در کارایی و بهبود عملکرد آنها موثر می‌باشد. در این پژوهش از چاه حرارتی با یک میکروکانال فعال عمودی با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسسته‌سازی معادلات ناویراستوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا، ویسکوزیته کم، چگالی بالا، عدم سمیت و نقطه ذوب پایین سبب انتخاب فلز مایع گالینستن شده است. به دلیل ضریب رسانایی الکتریکی بالا، با اعمال میدان مغناطیسی متناوب، رفتار هیدرودینامیکی جریان سیال تغییر کرده و سبب افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی دیواره‌ها شده است که افزایش سرعت جریان در مجاورت دیواره‌ها، سبب بهبود عدد ناسلت و از طرفی افزایش افت فشار گردیده است. با بررسی اختلاف فاز میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی نتایج نشان داد که با افزایش اختلاف فاز، افت فشار کاهشی شده است و نرخ کاهش افت فشار بیشتر از نرخ کاهش عدد ناسلت بوده است که نشان دهنده تاثیر قابل توجه تغییر اختلاف فاز میدان مغناطیسی بر کاهش مقاومت هیدردینامیکی سیستم است. افزایش اختلاف فاز مغناطیسی سبب افزایش تولید آنتروپی حرارتی و مغناطیسی شده است و از طرفی باعث کاهش تولید آنتروپی اصطکاکی شده است. با عدد هارتمن 129 و اختلاف فاز 10، 20، 30، 40، 50 درجه، افت فشار به ترتیب 4.28 %، 17.2%، 37.42%، 63.2%، 92.3% و عدد ناسلت به ترتیب 0.11%، 0.52%، 1.17%، 2.06%، 3.19% نسبت به اختلاف فاز صفر کاهشی شده است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3793_6f35e019254632f10fc0d41c344f4b34.pdf