基于场协同原理和NSGA-Ⅱ的扇形穴-梯形肋微通道多目标优化

采用数值方法研究了不同结构参数下扇形穴-梯形肋微通道的流动和传热特性。发现肋高(α)对总热阻(R_(th))和压降(Δp)的影响最为显著;随着α的增大,R_(th)迅速减小,而Δp迅速增大。为获得最优参数,采用响应面法、非支配遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)和相似理想解排序技术(TOPSIS)进行多目标优化。并基于场协同原理和强化传热系数(PEC)对优化前后微通道的整体性能进行评价。结果表明,当R_(th)均为0.1858 K/W时,优化后的微通道的W pp仅为0.0062 W,比未优化的微通道降低了53.38%;当W pp均为0.0132 W时,优化后的微通道R_(th)比未优化的微通道R_(th)降低了13.04%,仅为0.16 K/W。优化后微通道的PEC高于未优化前,当R_(e)=231时,PEC从1.163增加到1.253,增加了7.74%;当R_(e)=631时,PEC最大为1.4515。场协同原理表明,TOPSIS最优微通道的速度场和温度场协同效果最好(FC=0.01889)。