本文關(guān)鍵詞：基于拓?fù)鋬?yōu)化的自發(fā)熱體冷卻用植入式導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)方法

  更多相關(guān)文章： 傳導(dǎo)路徑 高導(dǎo)熱材料 拓?fù)鋬?yōu)化 散熱弱度 熱源布局

【摘要】：對于具有較低導(dǎo)熱系數(shù)和較高生熱率的熱源材料(自發(fā)熱體),通過優(yōu)化植入內(nèi)部的高導(dǎo)熱材料的布局以降低內(nèi)部溫度,是實(shí)現(xiàn)自發(fā)熱體冷卻的重要措施.如何設(shè)計(jì)自發(fā)熱體內(nèi)部高導(dǎo)熱材料的布局,是實(shí)現(xiàn)熱源內(nèi)部熱量高效收集和溫度控制的關(guān)鍵問題.本文研究建立植入式導(dǎo)熱路徑的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法,考慮高導(dǎo)熱材料的植入對于熱源分布的影響,以實(shí)現(xiàn)自發(fā)熱體冷卻的內(nèi)置導(dǎo)熱路徑最優(yōu)設(shè)計(jì).基于固體各向同性材料懲罰模型(solid isotropic material with penalization,SIMP)拓?fù)涿枋龇椒?以高導(dǎo)熱材料的相對密度為導(dǎo)熱路徑描述參數(shù),分別選擇合適的熱傳導(dǎo)系數(shù)和生熱率的插值模型以建立熱傳導(dǎo)系數(shù)和生熱率與相對密度的關(guān)系,并以結(jié)構(gòu)散熱弱度最小為目標(biāo),建立了植入式導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)的拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型和求解方法.該優(yōu)化模型能夠反映高導(dǎo)熱材料的布局對熱源布局的影響.通過具體算例,給出了貼片式散熱路徑與植入式散熱路徑的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)表明,兩種優(yōu)化模型獲得的最優(yōu)散熱構(gòu)型存在較大不同,并且考慮植入高導(dǎo)熱材料對熱源布局影響的設(shè)計(jì)結(jié)果散熱性能優(yōu)于貼片式散熱路徑的設(shè)計(jì)結(jié)果.數(shù)值算例驗(yàn)證了本文所提出方法的正確性和有效性.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 傳導(dǎo)路徑 高導(dǎo)熱材料 拓?fù)鋬?yōu)化 散熱弱度 熱源布局
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11172052,11332004,11402046) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(2342013DUT13RC(3)28,DUT16RC(3)010) 111計(jì)劃(B14013) 中航產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(CXY2013DLLG32)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TN603
【正文快照】： 2)劉書田,教授,主要研究方向:結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化.E-mail:stliu@dlut.edu.cn引用格式:陳文炯,劉書田,張永存.基于拓?fù)鋬?yōu)化的自發(fā)熱體冷卻用植入式導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)方法.力學(xué)學(xué)報(bào),2016,48(2):406-412Chen Wenjiong,Liu Shutian,Zhang Yongcun.Optimization design of conductive pathwa

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