摘要：为提升管壳式相变储能单元的蓄放热速率,采用基于变密度法的拓扑优化方法,对二维相变储能单元的翅片进行优化,设计了体积比(翅片体积占设计域体积比)分别为0.1、0.15、0.2的导热拓扑翅片;同时考虑液体流动,设计了体积占比分别为0.1、0.15、0.2的对流拓扑翅片。基于上述翅片构型,采用数值模拟方法,对比研究了分别使用拓扑翅片和矩形翅片的相变储能单元的蓄放热特性,分析了使用不同体积占比的拓扑翅片的蓄放热过程。研究表明:在蓄热过程中,使用体积占比为0.15的导热拓扑翅片和对流拓扑翅片的相变储能单元蓄热速率较矩形翅片分别提升了11.5%、33.0%,对流拓扑翅片由于考虑了蓄热过程中相变材料的自然对流效应,其性能优于相同体积占比的导热拓扑翅片;在放热过程中,导热拓扑翅片由于翅片分布较均匀、与相变材料接触区域大,其性能优于相同体积占比的对流拓扑翅片,其中体积占比为0.15的导热拓扑翅片构型综合性能最优。该研究为翅片设计提供了有效支撑,对推动拓扑优化在相变储能单元内的实际应用具有重要价值。

摘要：平板热管具有传热效率高、均温性好、安全可靠等优点,已成为航天器热控的重要途径之一。吸液芯结构优化是提高平板热管流动传热性能的主要方式。在吸液芯结构设计方面,综述了高性能吸液芯结构设计方法,并分析了宏观-介观-微观多尺度数值模型的选择和应用。在吸液芯表面改性方面,探讨了提高纳米结构机械稳定性、调整传热机制和开展数值模拟研究的重要性。针对太空环境下高辐射和散热困难难题,展望了平板热管在航天器热控中的发展方向。