本研究考察了拓扑优化散热器的热性能。主要目的是进行全面的参数研究，将热输出与基准模型进行比较，并通过实验测试验证数值模拟。基于热柔性和功耗建立了多目标拓扑优化。建立了选定的优化模型并进行了测试。参数化研究揭示了有希望的设计变量，导致了相互连接的流道的数值收敛。在加权热顺应度(wh)在0.3和0.9之间，目标液体分数(θFV)在0.5和0.8之间时，发现了有希望的变量。此外，在低工作压力下，例如，在0.01 kPa，优化和基准模型之间的温差可能高达30◦C。尽管如此，在较高的工作压力下，两种型号之间的温差变小了。此外，温度测量、压降和热成像的对比表明，实验结果与数值结果吻合较好。另外，通过实验验证了设计变量对热工性能的影响。高wh的散热器比低wh的散热器温度更低。总之，这项研究强调了设计变量在实现温度和压降之间的平衡中的关键作用。
在这项研究中，我们对拓扑优化的散热器的热性能进行了全面的研究，并将数值模拟与现有的基准模型和实验结果进行了比较。考虑了热传递和功耗的多目标函数，实现了拓扑优化。主要发现和结论总结如下。
1. 热流体模型的收敛性分析表明，经过约200次迭代后，复杂流路趋于稳定。该分析突出了所采用的TO模型的数值稳定性，表明其适用于实际应用。
2. 对热重函数(wh)和目标液体分数(θFV)进行了全面的参数化研究，得到了81种不同的模拟结果。确定了三种不同的辐合机制，包括i)有连通流道的辐合，ii)无连通流道的辐合，以及iii)数值发散。
3. 在本研究探索的条件下，定义了拓扑优化散热器的最佳设计空间。有希望的设计变量是wh在0.3 ~ 0.9之间，θFV在0.5 ~ 0.8之间。
4. 在低压降(例如0.01 kPa)下，优化模型的平均温度比基准模型低约30◦C。然而，在更高的压降下，例如，在0.4 kPa时，优化模型和基准模型之间的温差减小到5◦C左右。
5. 制作并测试了优化后的散热片。实验证实了设计变量对热性能的影响，在相同压降下，优化后的wh = 0.9散热器的温度低于wh = 0.3散热器的温度。
6. 热电偶、压力变送器和热像仪的实验验证与数值模拟结果一致。在不同的工作压力下，散热片的温度在36℃到60℃之间变化。测量温度和预测温度的均方根误差均低于10°C。
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