基于全局响应面法的有限空间散热结构多目标优化

针对直流电能检定仪器内部空间有限导致无法增大散热器尺寸的难题,采用全局响应面法对基板和肋片厚度、肋片数目及风量进行多目标优化。首先,建立1 kW开关电源的有限元模型,以基板厚度H_(2)、肋片厚度H_(3)、肋片数目N、风扇风量V为变量因子,功率芯片和开关电源最高温度作为目标,设计正交试验;其次,基于试验结果,利用全局响应面法对变量因子进行多目标优化,结果表明,当H_(2)=3.0 mm、H_(3)=1.0 mm、N=10、V=24.00 CFM时,目标最高温度分别降至91.61℃和62.73℃。最后,利用最优参数开展实验,实验与优化结果十分吻合,误差仅为-2.53℃和3.70℃,优化参数可用,优化后最高温度降低了近30%,优化效果明显。