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矩形肋片热沉火积耗散率最小与最大热阻最小构形优化的比较研究 杨爱波 陈林根 谢志辉 孙丰瑞 Comparative study on constructal optimizations of rectangular fins heat sink based on entransy dissi- pation rate minimization and maximum thermal resistance minimization Yang Ai-Bo Chen Lin-Gen Xie Zhi-Hui Sun Feng-Rui 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 64,

204401 (2015) DOI: 10.

7498/aps.64.204401 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.204401 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2015/V64/I20 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 基于超材料的定向传热结构研究与设计 Research and design of directional heat transmission structure based on metamaterial 物理学报.2015, 64(8):

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074401 http://dx.doi.org/10.7498/aps.63.074401 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 64, No.

20 (2015)

204401 矩形肋片热沉火积耗散率最小与最大热阻 最小构形优化的比较研究? 杨爱波 陈林根? 谢志辉 孙丰瑞 (海军工程大学热科学与动力工程研究室, 武汉 430033) (海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室, 武汉 430033) (海军工程大学动力工程学院, 武汉 430033) (

2015 年1月30 日收到;

2015 年5月24 日收到修改稿 ) 针对矩形肋片热沉, 分别以最大热阻最小化和基于火积耗散定义的当量热阻最小化为优化目标, 采用二维 传热模型并结合有限元数值仿真对其进行构形优化, 比较了两种目标下的热沉最优构形, 并分析了全局参数 (综合了对流换热系数、 肋片占据的总面积及其热导率的函数) 和材料占比对两种目标 (最大热阻、 当量热阻) 及其对应最优构形的影响. 结果表明: 热沉外形固定时, 两种目标下均不存在最优的肋片厚度;

热沉外形自由 变化时, 两种目标下的最优构形存在一定的差异. 此外, 全局参数对两种目标下的最优构形均没有影响, 而材 料占比对两种目标下的最优构形均有较大影响. 提高全局参数和材料占比均可以减小最大热阻最小值和当量 热阻最小值, 但对两种目标的减小程度不同. 总体上, 调节热沉结构参数使当量热阻最小, 可以同时获得很好 的局部极限性能;

而调节热沉结构参数使最大热阻最小, 获得的整体平均散热性能却较差. 因此, 对本文热沉 模型进行优化时, 以当量热阻最小化为优化目标更合理. 关键词: 构形理论, 火积耗散极值原理, 热沉, 广义热力学优化 PACS: 44.27.+g, 44.10.+i, 05.70.Ce DOI: 10.7498/aps.64.204401