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题名液冷通道自由形面表征与优化设计
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作者
田锡威
孙晨
蔡艳召
王猛
钱思浩
王伟
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机构
西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室
空间太阳能电站系统陕西省重点实验室
中航光电科技股份有限公司
陕西黄河集团有限公司
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出处
《机械设计》
北大核心
2025年第6期23-33,共11页
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基金
国家自然科学基金(52405290,52275270)
国家重点研发计划“引力波探测”重点专项(2021YFC2203501)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2023-JC-JQ-38)。
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文摘
为提升散热器共轭传热能力,针对横截面为圆形与方形的蛇形通道液冷散热器,提出通道结构的数学建模方法。在此过程中,基于Bernstein-Bézier函数实现通道布局与截面构型的自由形面表征,以最小化表面平均温度与温度均方根为目标执行分步式优化策略。第1次优化主要针对中心线轨迹问题,优化相关控制系数,获得最优蛇形通道布局。数值结果显示:与初始通道相比,圆形通道目标表面的平均温度与温度均方根分别下降了6.09 K(1.78%)及0.06 K(1.61%),方形通道则分别下降了7.87 K(2.32%)及0.39 K(9.77%)。第2次优化主要考虑通道横截面的尺寸、形状及扭转对传热性能的影响。数值结果显示:圆形通道的两个热性能指标分别再次下降了0.19 K(0.06%)及1.77 K(48.36%),方形通道分别再次下降了2.26 K(0.68%)及2.00 K(55.56%)。目标表面温度分布的大幅改善,以及通道结构布局的显著变化证明所提方法的有效性。此外,提出的方法不局限于冷板设计,也可以拓展到其他应用的类似结构设计中。
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关键词
自由形面表征
分步式优化
Bernstein-Bézier函数
液冷通道
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Keywords
free-form surface characterization
step-by-step optimization
Bernstein-Bezier function
liquid cooling channel
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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