风冷散热翅片结构的拓扑优化

作者：尤灏; 陈熹挺; 王文

来源：制冷技术, 2020, 40(03): 37-42.

DOI：10.3969/j.issn.2095-4468.2019.03.107

• 散热结构
• 自然对流
• 拓扑优化
• 数值模拟

本文采用基于固体各向同性材料惩罚法模型的预设结构拓扑优化方法对风冷散热翅片进行了二维优化,即保持翅片的材料种类和重量不变的情况下,在典型平直翅片的基础上,经拓扑优化改变原本翅片结构得到一种新型结构拓扑优化翅片。分析对比了新型翅片和传统平直翅片的散热面积和导热热阻,并在FloTHERM软件平台上计算对比了两种翅片的散热性能。结果表明:拓扑翅片散热面积增加了17%,导热热阻减少了40%,且在热源功率和环境温度相同的情况下,拓扑翅片的散热性能更好;模拟结果表明采用拓扑翅片后发热基板相较原始工况的平均温度减少了1.2℃,最高温度减少了2.1℃;拓扑优化方法可以用于翅片散热结构的优化,提升翅片散热性能。

• 单位
  上海交通大学