微通道流动沸腾传热的多保真拓扑优化
流体动力学
2024-05-24 v1
摘要
拓扑优化（TO）是一种设计具有改进传热性能的创新结构的强大方法。在本研究中，针对微通道中的流动沸腾传热，开发了一种具有精心定义目标函数的多保真TO方法。低保真TO针对单相层流对流传热的降阶过程进行，生成一组结构候选，用于后续的高保真流动沸腾传热评估。为了避免低保真TO和高保真评估之间可能出现的迭代导致多保真TO求解效率低下的问题，我们详细研究和比较了具有单相和/或流动沸腾传热的微通道中速度、温度和两相分布的差异，在此基础上精心定义了一个新的目标函数，该函数可用于低保真TO，但能代表高保真问题的性能。借助新的目标函数，多保真TO的效率显著提高，设计的TO结构消除了热点，降低了热阻，提高了温度均匀性。本工作为复杂传热传质问题的TO提供了一种新方法。
引用
@article{arxiv.2405.13519,
title = {Multi-fidelity topology optimization of flow boiling heat transfer in microchannels},
author = {Yi Yuan and Li Chen and Qirui Yang and Lingran Gu and Wen-Quan Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.13519},
year = {2024}
}