翅片式热管散热器自然对流换热特性分析与多目标结构优化

采用数值计算方法对一种应用于半导体制冷片热端散热的翅片式热管散热器进行模拟,探究自然对流条件下不同翅片参数对散热器换热特性的影响。结合多目标遗传算法(NSGA-II),以影响散热器散热的两个主要参数――翅片换热系数和肋面效率为优化目标,对散热器整体做出综合优化,并对优化结果进行K均值聚类分析,提出了翅片端优化原则。结果表明,肋面效率对散热器性能的影响有限,提高换热系数可显著降低散热器总热阻；与未优化方案相比,所选优化方案可使基板热端面温度下降3.5K,散热器热阻降低18.22%