基于(火积)耗散率最小的叶形肋片构形优化

摘要：

基于构形理论,以(火积)耗散率最小(总热流一定时,即当量热阻最小)为优化目标,对叶形肋片进行构形优化,得到无量纲当量热阻最小时的叶形肋片最优构形.结果表明:存在最佳单元级肋片数使得一级叶形肋片整体导热性能取得最优.毕渥数对最佳单元级肋片数、最佳单元级和一级叶形肋片长宽比几乎没有影响；随着叶脉和叶片热导率之比的增大,最佳单元级肋片数和单元级叶形肋片最佳长宽比增大,一级叶形肋片最优外形更粗短；(火积)耗散率最小和最大温差最小的叶形肋片最优构形是明显不同的,(火积)耗散率最小的无量纲当量热阻比最大温差最小对应的无量纲当量热阻降低了11.54％,能有效地改善叶形肋片整体导热性能.在相同单元级和一级叶形肋片体积条件下,一级叶形肋片最小无量纲当量热阻比单元级叶形肋片最小无量纲当量热阻降低了30.10％,一级叶形肋片整体导热性能明显优于单元级叶形肋片整体传热性能,其本质上在于(火积)耗散率最小的一级叶形肋片的温度梯度场比单元级叶形肋片的温度梯度场更均匀.基于(火积)耗散率定义的当量热阻反映了叶形肋片的平均散热性能,能从传热优化角度为肋片热优化设计提供参考.

关键词：构形理论、(火积)耗散率、叶形肋片、传热优化、广义热力学优化

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资助基金：国家自然科学基金51176203;海军工程大学自然科学基金HGDYDJJ10011;海军工程大学青年基金HGDQNJJ10017

在线出版日期：2013-01-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：456-466