T形肋(火积)耗散率最小与最大热阻最小构形优化的比较研究  

作　　者：谢志辉[1] 陈林根[1] 孙丰瑞[1] 

机构地区：[1]海军工程大学船舶与动力学院,武汉430033

出　　处：《中国科学：技术科学》2011年第7期962-970,共9页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10905093);教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-04-1006);全国优秀博士学位论文作者专项资金(批准号:200136);海军工程大学自然科学青年基金(批准号:HGDQNJJ10017)资助项目

摘　　要：针对T形肋片,分别以基于(火积)耗散的当量热阻最小化和最大热阻最小化为目标,采用二维传热模型和有限元数值计算方法进行了构形优化,分析了全局参数a(综合了对流换热系数、肋片占据的总面积及其热导率)和肋片占比ф对当量热阻最小值和最大热阻最小值及其对应最优结构的影响,比较了两个目标下优化结果的异同.研究表明,两种优化目标下的最佳构形差异较大.以当量热阻最小为目标的优化比以最大热阻最小为目标的优化,能够显著降低肋片体内的传热平均温差.增大a和增大ф均可同时改善局部热点工作状况和整体平均传热性能.但是,增大a和增大ф对当量热阻最小和最大热阻最小两个目标的改善程度不一样;并且对任意一个目标,a和ф分别产生的影响也是不一样的.总体上,对应当量热阻最小值的T形肋比对应最大热阻最小值的T形肋要高得多;两种优化目标下,主干比分支的部分均要厚,但当量热阻最小化时两部分肋厚相对接近些;主干扁平、分支细长的T形肋有利于降低最大热阻.

关 键 词：构形理论 (火积)耗散极值原理 肋片 多尺度 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]