微通道内强化传热凹陷的结构优化研究

发布时间：2021-02-20 00:34

　　随着人们不断追求高性能、多功能的电子产品,电子产品单位体积内的热生成率不断增加,造成的“热障”问题不可忽视,寻求更为有效的散热方式成为必然的趋势。在微通道内使用凹陷在强化换热的同时产生较小的阻力增加,并且易于加工制造,受到了研究者学者们的青睐。本文采用数值模拟与多岛遗传算法相结合的方法,对凹陷形状进行了优化。为了与优化凹陷性能进行对比,本文对经常使用的传统的球形凹陷进行了数值模拟,发现凹陷前边缘流体的分离不利于换热,产生的漩涡个数、大小、流体撞击凹陷迎风面以及再附着是影响凹陷换热的关键因素。应用多岛遗传算法在不同雷诺数Re以及不同的凹面直径D下对凹陷进行了结构优化,优化凹陷与优化传统的球形凹陷相比最深点沿流动中心线向下游偏移,凹陷深度均有所增加。随着雷诺数Re的增大,优化凹陷的阻力系数与光滑通道阻力系数的比值f/f₀、努塞尔数比值Nu/Nu₀及综合性能参数PEC值增大。随着凹面直径的增大,f/f₀、Nu/Nu₀以及PEC值均增加。随着换热单元周期长度L减小,换热增强,阻力增大,微通道换热器的综合性能... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微通道换热器示意图

图 1-2 被动冷却强化手段面增加凹陷结构可以强化传热，这种强化传热手却设备以及换热器等方面都有实际的应用。使用凹而强化传热。G.IMahmood 等[6]对一个通道壁上 Re 从 600 到 11000，空气入口温度与表面温度展现了流动可视化和空间可分辨的局部 Nu 数。直径的比值分别为 0.20、0.25、0.50 和 1，凹坑化流线模式表明，随着通道高度与凹陷直径比值 对变得更强，从而导致局部努塞尔数的增大。随，因浮力和可变特性的影响，局部努塞尔数的道的层流和湍流工况下，对带有凹陷的微通道的况进行了比较。在这两种工况下，换热均增强，并

图 2-1 标准遗传算法点的信息进行搜索，并行性好。为了避免优传统遗传算法进而得到多岛遗传算法，多岛进行进化，多岛遗传算法的示意图如图 2-2 所使解具有多样性，全局搜索能力增强，同时


本文编号：3041944