کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4994471 1458032 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Topology optimization of heat sinks in natural convection considering the effect of shape-dependent heat transfer coefficient
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی توپولوژیک گرما در گرمایش طبیعی با توجه به اثر ضریب انتقال حرارت وابسته به شکل
کلمات کلیدی
ضریب انتقال حرارت وابسته به شکل، بهینه سازی توپولوژی، سینک حرارتی، پودر طبیعی
ترجمه چکیده
گرمادهی گرما در گرمایش طبیعی با استفاده از روش بهینه سازی توپولوژی بهینه شده است. برای بررسی اثر وابسته به شکل در انتقال طبیعی، یک مدل جایگزین جدید که مبنای تغییرات ضریب انتقال حرارت درون محدوده محاسبات است، ارائه شده است. به منظور اعتبارسنجی مدل جایگزین، نتیجه بهینه سازی توپولوژیک با مدل جایگزین پیشنهاد شده با سینک گرمایش پلاستیکی بهینه شده با استفاده از همبستگی موجود مقایسه می شود. از مقایسه، مشخص شده است که فاصله کانال بهینه برای خنک کننده گرمای صفحه با استفاده از مدل جایگزین با موفقیت بازتولید شده است. با استفاده از مدل جایگزین معتبر، یک طرح مفهومی جدید برای یک مبدل حرارتی در حوزه فیزیکی بدست می آید که یک سینک گرما معمولی طراحی شده است. برای انعکاس محدودیت های تولید برای تولید انبوه، دستورالعمل های ساده سازی طراحی پیشنهاد شده و به طراحی مفهومی اعمال می شود. از طریق شبیه سازی عددی، مشخص شده است که گرمادهی گرما بهینه سازی توپولوژی دارای مقاومت حرارتی 15٪ و 26٪ کمتر از گرما معمول است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی توپولوژیک گرما در گرمایش طبیعی با توجه به اثر ضریب انتقال حرارت وابسته به شکل
چکیده انگلیسی
Heat sinks in natural convection are thermally optimized by using the topology optimization method. To investigate the shape-dependent effect in natural convection, a new surrogate model accounting for the variation of the heat transfer coefficient within the computational domain is proposed. In order to validate the surrogate model, the result from topology optimization with the proposed surrogate model is compared to the plate-fin heat sink optimized using the existing correlation. From the comparison, it is found that the optimum channel spacing for the plate-fin heat sink is successfully reproduced by applying the surrogate model. With the validated surrogate model, a new conceptual design for a heat sink is obtained in the physical domain for which a conventional heat sink has been designed. To reflect the manufacturing constraints for mass production, guidelines for design simplification are suggested and applied to the conceptual design. Through the numerical simulation, it is found that the topology-optimized heat sink has 15% lower thermal resistance and 26% less material mass than the conventional heat sink.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 109, June 2017, Pages 123-133
نویسندگان
, , ,