高熱流密度散熱器廣泛應(yīng)用于電子芯片和航天航空等領(lǐng)域,液冷板（單相流體強(qiáng)制對流）由于制造成本低、散熱效率高,是應(yīng)用最為廣泛的散熱手段之一。液冷板中的液冷通道布置形態(tài)是決定液冷板性能的重要因素,為了得到散熱性能良好的散熱通道布置形態(tài),設(shè)計自由度大、靈活性高的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)已成為主要的設(shè)計手段。目前,基于結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的液冷散熱通道布置形態(tài)設(shè)計已取得長足進(jìn)展,但現(xiàn)有研究多側(cè)重于流道拓?fù)鋬?yōu)化算法的理論研究,對流道形態(tài)和流體流動、散熱性能之間的關(guān)系闡明不足,同時復(fù)雜熱載荷工況下的優(yōu)化設(shè)計研究較少,使得結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計技術(shù)在液冷板的實際應(yīng)用中仍不多。針對目前研究中的不足,本文從工程應(yīng)用角度出發(fā),基于變密度法,對定常層流狀態(tài)下的強(qiáng)制對流換熱問題,研究基于結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的液冷板流道設(shè)計方法及其關(guān)鍵技術(shù),并進(jìn)一步制作基于設(shè)計結(jié)果的液冷板,研究其流動性能和散熱性能的評價和驗證方法。分別以流體耗散功最小、換熱量最大和兩者加權(quán)函數(shù)為目標(biāo)進(jìn)行液冷通道分布優(yōu)化設(shè)計,構(gòu)建液冷板結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型;采用霍爾姆茲偏微分方程形式的密度過濾避免拓?fù)湫螒B(tài)出現(xiàn)數(shù)值不穩(wěn)定,采用雙曲正切投影方法以得到清晰的流體通道拓?fù)?.. 

【文章來源】：上海理工大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
符號表
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)
        1.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化在傳熱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
    1.3 論文的研究內(nèi)容
    1.4 論文的章節(jié)安排
    1.5 本章小結(jié)
第二章 基于變密度法的流體傳熱拓?fù)鋬?yōu)化關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 拓?fù)鋬?yōu)化問題的一般數(shù)學(xué)描述
    2.2 流體拓?fù)鋬?yōu)化問題
    2.3 控制方程
        2.3.1 不可壓縮定常層流流動
        2.3.2 共軛傳熱
    2.4 伴隨法靈敏度分析
    2.5 過濾和投影
    2.6 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計流程
    2.7 數(shù)值實現(xiàn)方法
    2.8 本章小結(jié)
第三章 液冷通道拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計
    3.1 流量分配問題
        3.1.1 設(shè)計模型
        3.1.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.1.3 設(shè)計算例及結(jié)果分析
    3.2 熱交換最大問題
        3.2.1 設(shè)計模型
        3.2.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 算例設(shè)計及結(jié)果分析
    3.3 多目標(biāo)優(yōu)化問題
        3.3.1 設(shè)計模型
        3.3.2 初始解
        3.3.3 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.3.4 設(shè)計結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 液冷通道流動散熱性能數(shù)值模擬
    4.1 有限元模型
        4.1.1 模型描述
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 邊界條件
        4.1.4 材料屬性
        4.1.5 網(wǎng)格敏感性分析
    4.2 單熱源工況數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.3 多熱源工況數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 液冷通道流動散熱性能實驗
    5.1 液冷循環(huán)實驗系統(tǒng)
        5.1.1 實驗系統(tǒng)構(gòu)架及實驗器材選型
        5.1.2 液冷板試樣的設(shè)計與制造
    5.2 實驗方案
    5.3 實驗結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
        6.2.1 多進(jìn)口多出口液冷板散熱系統(tǒng)設(shè)計
        6.2.2 湍流流動狀態(tài)下的流固共軛傳熱拓?fù)鋬?yōu)化
        6.2.3 3D液冷熱沉的實驗仿真研究
        6.2.4 風(fēng)冷熱沉的多尺度拓?fù)鋬?yōu)化
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開發(fā)表的論文和承擔(dān)科研項目及取得成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3434409