摘要：本文基于网格节点位置坐标变分技术,针对固体导热问题推导了导热伴随方程及其对应的边界条件,并应用有限体积法求解了导热与伴随方程。给出了固体域表面温度分布反设计问题和固体域平均温度正设计问题对应的目标泛函变分的具体表达式,应用拟牛顿算法构建了优化设计系统。针对空心圆环导热问题,计算了目标函数关于内径的梯度,并将计算结果与有限差分方法和理论值进行对比,验证了导热伴随系统的有效性。最后给出了空心圆柱内壁面形状反设计、空心叶片壁面厚度反设计的计算结果以及叶片型线保持不变,以降低叶片固体域平均温度为目标,对冷却通道隔板位置与厚度进行的优化设计结果。优化结构平均温度与初始结构相比降低了11.1 K。

摘要：根据热力学定律和热传导原理,推导了横截面不同几何参数微通道冷板热阻的解析表达式,分析了微通道横截面高宽比对换热性能的影响。文中不但研究了层流情况,也讨论了紊流条件下,总热阻与微小通道横截面几何参数之间的关系,使文章的结论具有广泛的实用性。按该理论模型设计的微通道,实验结果与理论分析有较好的一致性。