基于火积耗散率最小的“盘点”导热构形优化  

作　　者：肖庆华[1] 陈林根[1] 孙丰瑞[1] 

机构地区：[1]海军工程大学研究生院,武汉430033

出　　处：《科学通报》2010年第24期2427-2437,共11页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(10905093);教育部新世纪优秀人才资助计划(NCET-04-1006);全国优秀博士学位论文作者专项资金(200136)资助项目

摘　　要：基于构形理论,以火积耗散率最小为优化目标,对"盘点"导热进行了构形优化,并确定了圆盘中高导热材料采用辐射状布置还是树状布置的临界点.结果表明,两种材料导热系数之比和高导热材料所占体积比的乘积决定了该临界点的位置;基于火积耗散极值原理可以设计出圆盘传热性能最优的构形.对比分析以火积耗散率最小和最大温差最小为目标的优化结果,发现分别对应两种优化目标的最优构形明显不同.当两种材料导热系数之比和高导热材料所占体积比的乘积值为30时,对于前者,高导热材料采用辐射状布置还是树状布置的临界点为圆盘无量纲半径等于1.75,而后者的临界点为圆盘无量纲半径等于2.18.前者的最优构形相比后者的最优构形可以较大程度降低圆盘的平均传热温差,明显地改善了传热性能.

关 键 词：构形理论 火积 耗散 “盘点”导热 广义热力学优化 

分 类 号：TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理]