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强迫对流冷却圆柱体离散热源的构形优化研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]海军工程大学热科学与动力工程研究室,武汉430033, [2]海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,武汉430033, [3]海军工程大学动力工程学院,武汉430033
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51579244,No.51506220); 海军工程大学自主立项课题(No.425517K005)
中文摘要:

在强迫对流条件下,建立了导热基座上的三维圆柱体离散热源散热模型,以最高温度最小化为目标,以热源的高度比、间距比和半径比为优化设计变量,开展了构形优化研究。结果表明:等热源强度的热源阵列沿气流方向按半径由大到小、高度由低到高、间距由疏到密的布置可降低离散热源的最高温度,即多尺度非均匀分布的热源阵列,有利于防止热源烧蚀。对于一些特定高度比和间距比的热源阵列,当离散热源等半径时,而不再是热源半径沿气流方向逐渐增大或者逐渐减小时最高温度取得最小值。这说明,不是任意多尺度结构设计就可提高热源散热性能,而是不同几何尺寸间存在最佳配合即最优构形以达到最优散热性能。

英文摘要:

A 3-D heat dissipation model of cylindrical discrete heat sources on a heat conduction base under forced convection condition is established and the constructal optimization is carried out by taking the height ratio,the spacing ratio and the radius ratio among the heat sources as the optimization variables and taking the maximum temperature minimization as the optimization objective.The results show that the maximum temperature can be decreased by the distribution of the array with heat sources from large to small in radius,from low to high in height,from sparse to dense in spacing along the direction of air flow,i.e.multi-scale and non-uniform distribution of heat sources is benefit to prevent heat source ablation.For the heat source arrays with some specific height ratios and spacing ratios,the maximum temperatures reach the minimums when the discrete heat sources are equal in radius rather than from large to small or from small to large in radius along the direction of air flow.That is,not all of multi-scale structure designs can improve the heat dissipation performance of the heat sources and there exists the optimal matching between the different geometrical dimensions,i.e.the optimal constructure,for achieving the best heat dissipation performance.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026