[發明專利]基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法在審

申請號：	202011095996.0	申請日：	2020-10-14
公開（公告）號：	CN112231860A	公開（公告）日：	2021-01-15
發明（設計）人：	景大雷;占學寬;何磊;宋健;易善凱	申請（專利權）人：	上海理工大學
主分類號：	G06F30/17	分類號：	G06F30/17;G06F30/28;G06F30/27;G06F111/04;G06F111/10;G06F111/06;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/08
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地址：	200093 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于遺傳算法矩形截面形狀通道優化設計方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法，解決了微電子產品超高速運算導致發熱量激增影響運行，造成產品更新受限的弊端，其技術方案要點是基于矩形截面形狀微通道流動阻力和平均對流換熱系數理論表達式，通過熱阻網絡模型分別建立在等截面面積/等截面周長約束下的熱阻和壓降的理論模型；以微通道總熱阻和總壓降為兩個優化目標，使用遺傳算法對微通道尺寸結構進行多目標優化設計；通過comsol進行仿真驗證；得到微通道熱沉傳熱傳質性能最佳尺寸結構，本發明的基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法，能夠便捷優化微通道散熱系數的形狀和尺寸參數，提供傳熱傳質性能的最優結構參數。

技術領域

本發明涉及微通道傳輸領域，特別涉及基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法。

背景技術

隨著當今微電子及芯片制造技術的迅猛發展，微電子產品日漸有集成化、小型化、大功率化的發展趨勢，微通道散熱技術所具有的小體積、低熱阻、高散熱效率、低流量等幾個方面的優點，使得微通道散熱技術在各個領域的應用越來越廣泛。同時趨于超高運算速度的運行模式，這使得微電子器件發熱量激增，進而降低其運行的可靠性與壽命，并成為微電子產品更新的瓶頸，設計具有良好的傳熱傳質性能的微通道散熱器已是當務之急。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法，能夠便捷優化微通道散熱系數的形狀和尺寸參數，提供傳熱傳質性能的最優結構參數。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于遺傳算法的矩形截面形狀微通道熱沉的優化設計方法，包括有以下步驟：

基于矩形截面形狀微通道流動阻力和平均對流換熱系數理論表達式，通過熱阻網絡模型分別建立矩形截面微通道熱沉在等截面面積/等截面周長約束下的熱阻和壓降的理論模型；

以微通道總熱阻和總壓降為兩個優化目標，使用遺傳算法對微通道尺寸結構進行多目標優化設計；

通過comsol進行仿真驗證；

得到微通道熱沉傳熱傳質性能最佳尺寸結構。

作為優選，微通道尺寸結構包括有微通道流道數量N、微通道寬度W_c、微通道熱沉翅片寬度W_b、微通道高度H_c。

作為優選，使用遺傳算法對微通道尺寸結構進行多目標優化設計具體為：

根據微通道熱沉總熱阻和微通道熱沉總壓降兩個優化目標，等截面面積下約束條件為

取微通道流道數量N，微通道寬度W_c，微通道熱沉翅片寬度W_b，微通道高度H_c作為設計變量，分別記為x₁，x₂，x₃，x₄，寫成矢量形式X＝[x₁，x₂，x₃，x₄]；