微细通道造型优化设计

发布时间：2017-08-07 18:08

  本文关键词：微细通道造型优化设计

  更多相关文章： 微细通道 优化设计 反问题 数值模拟 高粘度流体造型

【摘要】：近些年来,随着微电子产业飞速发展,微电子元器件及设备中的散热问题也就越发的引起人们的高度重视。同时,反问题求解方法常常在换热分析中被用于确定那些很难或者根本无法直接测量确认的热参数。比起使用各种实验手段,或者是采用其他间接方式来测量确认这些参数,这种方法更容易也更加精确。因此,在本研究中,尝试设计优化微细空气通道的边界几何造型,以得到一个相对较低的进出口压降的同时保持系统较高的传热性能。与此同时,实现优化过程的数字化与程序化,完成微细通道的自动设计寻优过程。为了实现这一自动寻优过程,首先验证了高粘度流体造型的可行性。然后借助于数值模拟软件,结合高粘度流体造型方法和传热反问题的最优化解法,实现了微细通道的自动寻优过程。验证了高粘度流体造型方法在数值模拟过程中的可行性,实现了几种微细通道的造型优化设计。为了深化研究,采用性能指标PEC作为目标函数,并通过优化计算,得到了在这一目标函数下的通道优化造型。在本研究中,采用的优化方法突显出很强的适应性,能满足各类不同的需求。不仅如此,研究对象的尺寸,温度等相关的边界条件以及对于性能的针对性要求也是可以随着使用者的需求而变化的,这必将拓展这一方法的应用范围。在未来,这项研究必将有更广阔的应用前景,在工业换热器件或设备的造型优化方面有着很大的应用潜力和前景
【关键词】：微细通道 优化设计 反问题 数值模拟 高粘度流体造型
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 微细通道中的对流换热研究8-9
• 1.2 传热反问题（IHTP）的研究9-10
• 1.3 研究动机与研究目的10
• 1.4 本文大纲10-12
• 第二章 基础理论与研究12-24
• 2.1 微细通道理论与研究12-15
• 2.2 传热反问题理论与研究15-22
• 2.3 数值计算方法简介22-24
• 第三章 高粘度流体造型模拟的可行性分析24-30
• 3.1 高粘度流体用于造型模拟的理论可行性分析24-25
• 3.2 数值模拟计算的可行性验证与分析25-29
• 3.3 本章总结29-30
• 第四章 微细通道造型优化设计30-47
• 4.1 目标方程与寻优过程30-32
• 4.2 楔形通道造型优化32-34
• 4.3 抛物线型上顶通道造型优化34-37
• 4.4 换热管模型的造型优化37-40
• 4.5 以PEC为目标的换热管优化40-45
• 4.6 本章总结45-47
• 第五章 总结与展望47-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-52

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本文编号：635991