微细通道造型优化设计

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1、分类号学号M201271061学校代码10487密级硕士学位论文微细通道造型优化设计学位申请人：许文培学科专业：新能源科学与工程指导教师：杨昆答辩日期：2015年5月21日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringOptimizationshapedesignofthemini-channelsCandidate:XUWenpeiRenewableenergyMajor:scienceandengineeringSupervisor:Ya

2、ngKunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

3、复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要近些年来，随着微电子产业飞速发展，微电子元器件及设备中的散热问题也就越发的引起人们的高度重视。同时，反问题求解方法常常在换热分析中被用于确定那些很难或者根本无法直接测量确认的热参数。比起使用各种实验手段，或者是采用其他间接方式来测量确认这些参数，这种方法更容易也更加精确。因此

4、，在本研究中，尝试设计优化微细空气通道的边界几何造型，以得到一个相对较低的进出口压降的同时保持系统较高的传热性能。与此同时，实现优化过程的数字化与程序化，完成微细通道的自动设计寻优过程。为了实现这一自动寻优过程，首先验证了高粘度流体造型的可行性。然后借助于数值模拟软件，结合高粘度流体造型方法和传热反问题的最优化解法，实现了微细通道的自动寻优过程。验证了高粘度流体造型方法在数值模拟过程中的可行性，实现了几种微细通道的造型优化设计。为了深化研究，采用性能指标PEC作为目标函数，并通过优化计算，得到了在这一目标函数下的通道优化造型。在本研究中，采用的优化方法突显出很强的适应性，能满足

5、各类不同的需求。不仅如此，研究对象的尺寸，温度等相关的边界条件以及对于性能的针对性要求也是可以随着使用者的需求而变化的，这必将拓展这一方法的应用范围。在未来，这项研究必将有更广阔的应用前景，在工业换热器件或设备的造型优化方面有着很大的应用潜力和前景关键词：微细通道优化设计反问题数值模拟高粘度流体造型IAbstractInrecentyears,thedevelopmentofthemicro-electronicsleadstothegrateheat-dissipationproblems.Heattransfertoafluidinamini-channelhasrecei

6、vedgreatattentionintheheattransferareaaswellasinindustry.Ifwecanfindabettershapeofthechannels,itcaneffectivelyimproveitsheattransferandflowperformance.Inverseheattransferproblemsdealwiththeestimationofunknownquantitiesappearinginthemathematicalformulationofphysicalprocessesinthermalsciences,

7、byusingmeasurementsoftemperature,heatflux,radiationintensities,etc.Itcanalsohelptodealwiththeunknownboundaryshape.Sointhisarticle,weuseIHTPtoseekthebestshapeofthechannelsindifferentconditions.Withthehelpofnumericalcalculationsoftware,highviscosityf