拓扑优化~集成冲击射流的拓扑优化交叉流散热器的热性能与参数分析

文摘   2025-01-06 21:00   江苏  



摘要


本文首先采用拓扑优化的方法,以最小温差和压降为目标函数,或以最小平均温度和压降为目标函数,分别设计了两种新型的横流散热器结构,即TOS1和TOS2。利用评价标准j/f分析了TOS1和TOS2的6个通道高度Hch对其散热能力的影响,得出Hch为5 mm的TOS2具有最好的散热能力。然后将一个冲击射流部件安装到TOS2中,形成一个新的集成散热器,即ITOS。数值结果表明,ITOS的热性能明显优于TOS2和TOS1。对ITOS流动和热行为的深入参数化研究表明,ITOS底表面的平均温度随着底板通道高度的增加而增加,而温差在Hch处达到2 mm的峰值。横流流体与总流体之比的增加导致了散热能力的降低,这意味着撞击射流的高热性能在这种ITOS的换热过程中起着重要作用。最后,对直径为5 mm的ITOS进行了对流换热实验,验证了优化和仿真结果。


研究亮点



结论


本文首先采用拓扑优化的方法,以最小温差和压降为目标函数,或以最小平均温度和压降为目标函数,分别设计了两种新型的横流散热器结构,即TOS1和TOS2。利用评价标准j/f分析了TOS1和TOS2的6个通道高度Hch对其散热能力的影响,得出Hch为5 mm的TOS2具有最好的散热能力。然后将一个冲击射流部件安装到TOS2中,形成一个新的集成散热器,即ITOS。数值结果表明,ITOS的热性能明显优于TOS2和TOS1。对ITOS流动和热行为的深入参数化研究表明,ITOS底表面的平均温度随着底板通道高度的增加而增加,而温差在Hch处达到2 mm的峰值。横流流体与总流体之比的增加导致了散热能力的降低,这意味着撞击射流的高热性能在这种ITOS的换热过程中起着重要作用。最后,对直径为5 mm的ITOS进行了对流换热实验,验证了优化和仿真结果。热源表面温度和温差进一步提高。

交叉流道高度对流动和散热性能有重要影响。TOS2在5 mm高度时综合性能最好。

冲击射流与横流相交所产生的扰动使换热性能得到改善。

【免责声明】本文中的部分图片和文字信息来自该文献,版权归原作者所有,如果您认为信息来源、观点有误,或者涉及版权、隐私等问题,请及时私信联系VX:acoustic_engineers同步18502558785


拓扑优化 创新设计
拓扑优化是一种工程设计方法,通过重新排列材料的形状和位置,来实现结构更轻、更强、更稳定的目的。这种方法可以减少材料使用,提高结构性能,广泛应用于航空航天、汽车和建筑设计等领域。
 最新文章