主动冷却结构的拓扑优化设计及流动传热分析
段治健1
马欣荣2
1.咸阳师范学院数学与统计学院 咸阳 712000;西北工业大学机电学院 西安 7100722.咸阳师范学院数学与统计学院 咸阳 712000
摘要：基于稳态不可压缩Navier-Stokes方程,以冷却效率最大化为目标,提出了流固耦合传热结构的拓扑优化策略.采用间断Galerkin有限元方法对Navier-Stokes方程进行离散求解,结合材料密度的有理近似方法,采用全局收敛的移动渐近线法(GCMMA)求解拓扑优化模型,给出了约束条件下超燃冲压发动机冷却结构的最佳流道分布.数值结果表明:与常规通道相比,拓扑优化结构进一步降低了平均温度,能量损失显著改善,且温度分布更加均匀,避免了高温集中区的发生.相对于初始设计,最高温度与平均温度分别降低了9.8％,6.35％.拓扑优化结构可以进一步改善结构的散热性能,为实际工程设计提供理论依据.
关键词：冷却结构拓扑优化间断Galerkin有限元方法有理近似方法对流传热性能
分类号：TK11(热能、热力工程)
资助基金：国家社会科学基金(20BTJ026)十三五规划基金项目(SGH21Y0190)十三五规划基金项目(SGH18H356)咸阳师范学院重点培育项目(XSYK21043)咸阳师范学院青蓝人才项目(XSYQL201901)
论文发表日期：2022-06-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 1158-1162,1182 )
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