基于拓扑优化的新型热沉翅片结构设计

采用基于变密度法的拓扑优化方法对强制对流空气热沉结构进行优化设计,以最小压降作为优化目标,传热性能为约束条件,采用二维双层模型代替传统三维模型进行优化设计。采用在优化过程中改变插值参数方法,有效避免优化结果中阻塞结构的形成。将拓扑结构与直翅片结构进行对比,在入口速度为1.2 m/s时,拓扑结构热沉的平均温度比直翅片热沉降低了约5.4%,努塞尔数增加了约为94.1%,拓扑结构热沉有效地增强了换热效果。研究结果发现拓扑结构热沉翅片在入口和出口处分别存在局部高速区域,能够迅速带走热量,有利于翅片散热。