1403/02/04
رفعت محمدی

رفعت محمدی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0003-3675-4851
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 6601987496
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
بهینه سازی هندسی میکروکانال گرماگیر چند لایه با مقطع ذوزنقه ای
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
میکروکانال دولایه ذوزنقه ای، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک چند هدفه، روش پاسخ سطح
سال 1399
پژوهشگران وحید دادرس(دانشجو)، رفعت محمدی(استاد راهنما)

چکیده

با توسعه صنایع الکترونیک و کوچکسازی قطعات الکترونیکی، خنککاری این قطعات اهمیت زیادی پیدا کرده اس ت. یکی از موثرترین روشها برای خنک کاری این قطعات، استفاده از میکروکانال گرما گیر میباشد. در این پایان نامه، عملکرد میکروکانال گرماگیر دولایه با مقطع ذوزنقهای، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت به ص ورت چند هدفه بهینه سازی شده است. در ابتدا یک میکروکانال دولایه مستطیلی شبیه سازی و نتایج در مقایسه با نتایج تجربی اعتبارسنجی شده است. سپس در میکروکانال دولای ه ذوزنقهای تاثیر آرایش جریان در کانالهای بالا و پایین، تاثیر آرایش هندسه سطح مقطع دو ذوزنقه نسبت به هم و تاثیر زاویه ذوزنقه بررسی شده است. نتایج نشان داده است که در اعداد رینولدز بالاتر از 100 ، جریان مخالف سیال در کانالهای بالا و پایین عملکرد بهتری دارد. همچنین از نظر آرایش هندسی سطح مقطع دو ذوزنقه، حالتی که در آن قاعده بزرگتر در هر دو لایه میکروکانال رو به روی هم و در وسط میکروکانال میباشند و زاویه ذوزنقه 54.74 درجه است، بهترین عملکرد را دارند. این هندسه به عنوان هندسه پایه در نظر گرفته میشود. مقایسه عملکرد میکروکانال با هندسه پایه، با میکروکانال دولایه مستطیلی دارای مساحت یکسان، نشان میدهد که در هندسه ذوزنقهای مقاومت حرارتی به مقدار 5 درصد کمتر از هندسه مستطیلی است، هرچند افت فشار و توان پمپاژ کل در هندسه ذوزنقهای 22 درصد بیشتر از هندسه مستطیلی می باشند. به مظور بهینهسازی چند هدفه از الگوریتم ژنتیک چند هدفی استفاده شده اس ت. متغیرهای طراحی شامل تعداد کانال، نسبت ارتفاع، نسبت عرضی و نسبت دبی کانال پایین و بالا میباشند. مقاومت حرارتی تحت عنوان مشخصه حرارتی و توان پمپاژ کل تحت عنوان مشخصه سیالاتی دو تابع هدف بهینه سازی میباشند. نقاط طراحی با استفاده از روش طراحی نمونه برداری فرامکعبی لاتین تعیین شده و با استفاده از روش پاسخ سطح و مدل استاندارد چند جملهای درجه دوم کامل روابط بین توابع هدف و متغیرهای طراحی بدست آمده اس ت. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، مدل بدست آمده از روش پاسخ سطح بهینه سازی شده و مجموعهای از نقاط طراحی بهینه پارتو ارائه شدهاند. در نهای ت هشت ترکی ب بهینه پارتو انتخاب شده اس ت. مقاومت حرارتی ترکیب نسبت به حالت پایه 59 % کاهش H نسبت به هندسه پایه )قبل از بهینه سازی( 60 % و توان پمپاژ کل ترکیب