بهینه‌سازی توپولوژیکی کیفیت انتقال حرارت دوبعدی در یک محفظه بسته، بعنوان یک مسئله ترموفیزکی نمونه، همواره از اهمیت بسزایی برخوردار بوده است. در این مقاله روش بهینه‌سازی توپولوژی با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت به‌دست آودرن توپولوژی بهینه براساس داده‌های به‌دست آمده از حل مسئله انتقال حرارت دوبعدی شامل بار حرارتی نقطه‌ای و بار حرارتی گسترده در دامنه محاسباتی با استفاده از روش تحلیل اجزاء محدود، توسعه داده شده است. در روش مجموعه‌ سطوح تراز، مرزهای سازه‌ به‌وسیله‌ یک تراز از تابع اسکالر دینامیکی ضمنی از بعد بالاتر معرفی می‌شوند. تغییرات این تابع در مراحل بهینه‌سازی می‌تواند به‌سادگی جدا شدن و متصل شدن مرزهای دینامیکی را مدل‌سازی نماید. برای تشکیل این تابع و تعیین دمای مجهول می‌توان از توابع شکل مورد استفاده در تحلیل اجزاء محدود استفاده کرد. تابع هدف در این مقاله کمینه کردن ظرفیت توان حرارتی بوده و آنالیز حساسیت در چندین مسئله نمونه انتقال حرارت با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت بهینه‌سازی توپولوژی به همراه روش تحلیل اجزاء محدود بررسی شده است. در نهایت نتایج حل سه مسئله نمونه انتقال حرارت شامل بار حرارتی نقطه‌ای، بار حرارتی گسترده و ترکیبی از این دو جهت نشان دادن اعتبار روش مذکور ارائه شده است. با استفاده از این روش، هزینه و زمان محاسبات بهینه سازی کاهش یافته و می‌تواند برای محدوده وسیعی از مسائل بهینه سازی توپولوژی انتقال حرارت محاسباتی به‌کار گرفته شود.

واژه‌های کلیدی: انتقال حرارت، بهینه‌سازی توپولوژی، روش مجموعه سطوح تراز، آنالیز حساسیت، اجزاء محدود

متن کامل [PDF 1262 kb]   (8266 دریافت)