数学 > 优化与控制
[提交于 2025年1月28日
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标题: 基于欧拉-欧拉方法的纳米流体微通道散热器拓扑优化
标题: Topology optimization for microchannel heat sinks with nanofluids using an Eulerian-Eulerian approach
摘要: 随着计算能力的提升和电子设备的微型化,对高性能散热器的需求显著增加。 在众多有前景的解决方案中,由于其优异的导热性,纳米流体引起了广泛关注。 然而,由于流体与纳米颗粒之间的复杂相互作用,设计一种能有效利用纳米流体的流场仍然是一个重大挑战。 在本研究中,我们提出了一种基于密度的拓扑优化方法,用于使用纳米流体的微通道散热器设计。 采用欧拉-欧拉框架来模拟纳米流体的行为,优化问题旨在固定压降下最大化传热性能。 在数值示例中,我们研究了优化配置对各种参数的依赖性,并将该方法应用于集管微通道散热器的设计。 参数研究表明,随着压降的增加,流动分支的数量增加,但随着颗粒体积分数的增加而减少。 在散热器设计中,拓扑优化的流场在相同的纳米流体条件下,相比传统的平行流场,传热性能提高了11.6%。
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