树状分支传热结构层次生长优化设计技术

树状分支传热结构层次生长优化设计技术

论文摘要

为了有效设计小空间高热流密度电子元器件的传热结构,需要合理分布其散热通道。针对现有传热结构拓扑优化设计结果形态过于复杂、加工制造困难等局限,基于自然界叶脉分支系统的分层生长特征,提出一种层次生长树状分支散热通道的优化设计方法。主通道和次通道分别采用不同的生长控制策略,依次生长形成传热结构,由基于温度信息的空间殖民算法控制主通道的生长,由最小热阻原理控制次通道的生长。对典型的二维和三维散热通道设计问题展开研究,并与SIMP方法设计结果进行对比。研究结果表明,所得到的散热通道形态简单、清晰,无细小分支和灰度单元,具有较好的散热性能和可制造性。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 树状分支散热通道层次生长策略
  •   1.1 植物叶脉分层结构特征
  •   1.2 散热通道分层次生长方法
  •     1.2.1 主通道的生长
  •     1.2.2 次通道的生长
  •     1.2.3 分层次生长流程图
  • 2 典型数值算例
  •   2.1 单点热沉均匀生热算例
  •   2.2 两点热沉非均匀生热算例
  •   2.3 四点热沉非均匀生热算例
  •   2.4 三维传热结构算例
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 熊敏,丁晓红,季懿栋,孟凡振

    关键词: 散热通道分布,叶脉脉序,层次生长,最小热阻,空间殖民算法

    来源: 中国机械工程 2019年22期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 动力工程,无线电电子学

    单位: 上海理工大学机械工程学院

    基金: 上海航天科技创新基金资助项目(SAST2017-038)

    分类号: TK124;TN03

    页码: 2668-2674

    总页数: 7

    文件大小: 3797K

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