主动冷却结构的拓扑优化设计及流动传热分析

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中文摘要：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.

外文标题：Topology Optimization Design and Fluid Flow Heat Transfer Analysis for Active Cooling Structure

作者：

段治健、马欣荣

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作者单位：

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 710072

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

基金：

国家社会科学基金陕西省、规划基金(十三五)(十四五)陕西省、规划基金(十三五)(十四五)咸阳师范学院重点培育项目咸阳师范学院青蓝人才项目

项目编号：

20BTJ026SGH21Y0190SGH18H356XSYK21043XSYQL201901

出版年：

2022

DOI：

10.3969/j.issn.1672-9722.2022.06.003

计算机与数字工程

中国船舶重工集团公司第七0九研究所

计算机与数字工程

CSTPCD

影响因子：0.355

ISSN：1672-9722

年,卷(期)：2022.50(6)

参考文献量1