为提升散热器共轭传热能力,针对横截面为圆形与方形的蛇形通道液冷散热器,提出通道结构的数学建模方法。在此过程中,基于Bernstein-Bézier函数实现通道布局与截面构型的自由形面表征,以最小化表面平均温度与温度均方根为目标执行分步式优化策略。第1次优化主要针对中心线轨迹问题,优化相关控制系数,获得最优蛇形通道布局。数值结果显示:与初始通道相比,圆形通道目标表面的平均温度与温度均方根分别下降了6.09 K (1.78%)及0.06 K (1.61%),方形通道则分别下降了7.87 K(2.32%)及0.39 K (9.77%)。第2次优化主要考虑通道横截面的尺寸、形状及扭转对传热性能的影响。数值结果显示:圆形通道的两个热性能指标分别再次下降了0.19 K (0.06%)及1.77 K (48.36%),方形通道分别再次下降了2.26 K (0.68%)及2.00 K (55.56%)。目标表面温度分布的大幅改善,以及通道结构布局的显著变化证明所提方法的有效性。此外,提出的方法不局限于冷板设计,也可以拓展到其他应用的类似结构设计中。
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