仿生热流通道设计方法技术

本发明专利技术涉及一种仿生热流通道设计方法，根据设计对象的外形尺寸，建立设计用的体‑点分析模型，包括根据实际工况，为设计域施加热源及热边界条件，为热沉点施加温度条件，为设计域赋予低导热材料；再根据自然界中分支系统形态的成长机理，如植物根系，使敷设热流通道的设计过程模拟植物根系的生长过程，从而设计出最优的热流通道布局。本发明专利技术直接模拟自然界分支系统的生长原理，设计出具有最小热阻的热流通道分布，从而达到提升传热性能的效果。本发明专利技术与常见的热流通道布局设计方法相比，算法简单，方便制造，可适用于复杂热条件问题。

【技术实现步骤摘要】
仿生热流通道设计方法
本专利技术涉及一种电子器件散热技术，特别涉及一种在电子器件中的仿生热流通道设计方法。
技术介绍
随着技术发展，电子产品体积减小，内部元件数量增加，电子器件工作时产生的热量急剧增大。能否将工作时产生的热量及时散去，决定了该类产品的可靠性和工作寿命，因而高效散热是该类产品进一步发展的核心关键。由于生热量大同时散热空间有限，对电子产品进行强制对流散热的传统方式已无法满足实际散热的要求，解决该问题的有效途径是将用高导热材料形成的热流通道敷设于电子元器件表面或直接嵌入元器件内部，将热量快速传导至外界环境，从而有效解决空间限制和散热效率的问题。热流通道布局的合理设计是提高导热效率的关键。因此研究热流通道的合理布局，从而提升导热性能是很有必要的。目前，传统热流通道布局基本是采用经验设计和类比设计，难以实现复杂热边界条件下的最优布局。而使用各类拓扑优化方法得到的布局太过复杂，在实际应用与加工中十分困难。
技术实现思路
本专利技术是针对复杂热条件下电子器件中热流通道布局设计存在的问题，提出了一种仿生热流通道设计方法，根据自然界分支系统的形态成长机理，如植物根系，使敷设热流通道的设计过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生热流通道设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)、根据设计对象的外形尺寸，建立设计用的体‑点分析模型，包括根据实际工况，为设计域施加热源及热边界条件，为热沉点施加温度条件，为设计域赋予低导热材料；2)、生长主热流通道：以热沉点为起点，沿温度梯度最大方向形成主热流通道，并用导热系数高的材料填充主热流通道；3)、逐次生长次热流通道：对已生长热流通道的设计对象进行有限元热分析，找到设计域内温度最高的点，以该点为圆心，以一定值为半径作球面，选择该球面内的某一通道为候选母枝，该母枝需保证其上的点和温度最高点相连的候选子枝不与已有的通道交叉，以候选母枝上的两个黄金分割点为次热流通道候选的起点，...

【技术特征摘要】
1.一种仿生热流通道设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)、根据设计对象的外形尺寸，建立设计用的体-点分析模型，包括根据实际工况，为设计域施加热源及热边界条件，为热沉点施加温度条件，为设计域赋予低导热材料；2)、生长主热流通道：以热沉点为起点，沿温度梯度最大方向形成主热流通道，并用导热系数高的材料填充主热流通道；3)、逐次生长次热流通道：对已生长热流通道的设计对象进行有限元热分析，找到设计域内温度最高的点，以该点为圆心，以一定值为半径作球面，选择该球面内的某一通道为候选母枝，该母枝需保证其上的点和温度最高点相连的候选子枝不与已有的通道交叉，以候选母枝上的两个黄金分割点为次热流通道候选的起点，两个黄金分割点分别为0.618l和0.382l，l为候选母枝的长度，以设计域温度最高点为次热流通道的终点，按照下式分别计算各个候选通道下的结构总热阻，选择结构总热阻最小的黄金分割点为实际起点，

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓红，季懿栋，李昊，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31