پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 37 |
| تعداد شماره‌ها | 1,001 |
| تعداد مقالات | 8,542 |
| تعداد مشاهده مقاله | 15,320,962 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,720,682 |
Optimal Shape Design for a Cooling Pin Fin Connection Profil | ||
| Control and Optimization in Applied Mathematics | ||
| مقاله 5، دوره 2، شماره 2، اسفند 2017، صفحه 61-76 اصل مقاله (890.37 K) | ||
| نوع مقاله: Research Article | ||
| نویسندگان | ||
| Seyed Hamed Hashemi Mehne* 1؛ Khodayar Javadi2 | ||
| 1Assistant Professor of Aerospace Research Institute, Tehran, 14665-834, Iran. | ||
| 2Department of Aerospace Engineering, Sharif University of Technology | ||
| چکیده | ||
| A shape optimization problem of cooling fins for computer parts and integrated circuits is modeled and solved in this paper. The main purpose is to determine the shape of a two-dimensional pin fin, which leads to the maximum amount of removed heat. To do this, the shape optimization problem is defined as maximizing the norm of the Nusselt number distribution at the boundary of the pin fin's connection profile. The governing differential equations are solved in solid and fluid phases separately. In order to formulate the optimization problem with finite dimensions, the shapes of the profiles are parameterized with cubic polynomials. Due to the lack of an explicit relation between the objective function and the geometric parameters, an approximate modeling method is used for the optimization process. The proposed method starts with three initial points. Then, the governing differential equations are solved for each of the profiles related to the initial points. The new step in this iterative process involves calculations based on a polynomial interpolation within the resulting Nusselt number norms. A numerical example is given to show the implementation and accuracy of the method. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Approximation؛ Heat Transfer؛ Optimization؛ Shape Optimization | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| طراحی شکل بهینه برای پروفیل اتصال در یک پره خنک کننده | ||
| نویسندگان [English] | ||
| سیدحامد هاشمی مهنه1؛ خدایار جوادی2 | ||
| 1استادیار پژوهشگاه هوافضا، تهران، صندوق پستی 834-14665، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف | ||
| چکیده [English] | ||
| در این مقاله یک مسالة طراحی شکل بهینه در رابطه با بهینهسازی فینهای خنککنندة قطعات رایانهای و مدارهای مجتمع، مدلسازی و حل می شود. هدف اصلی تعیین شکل یک فین دو بعدی است که به بیشترین برداشت حرارتی منجر شود. بدین منظور، مسالة طراحی شکل بهینه بر اساس بیشینهسازی توزیع عدد ناسلت تعریف میشود. معادلات دیفرانسیل حاکم بر مساله در فاز های سیال و جامد به طور مستقل و همزمان حل میشوند. به منظور مدلسازی مساله بهینهسازی با بعد متناهی، شکل پروفیل به کمک منحنیهای درجه سه پارامتری میشود. از آنجا که رابطة صریحی بین تابع هدف مسالة بهینهسازی با پارامتر هندسی وجود ندارد، از روش مدلسازی تقریبی در فرآیند بهینهسازی استفاده شدهاست. روش پیشنهادی با سه نقطه اولیه شروع می شود. سپس معادلات دیفرانسیل حاکم بر مساله برای هر یک از پروفیلهای متناظر با این نقاط حل میشود. گام بعدی این روش تکراری شامل محاسباتی بر پایه درونیابی چندجمله ای روی مقادیر نرم اعداد ناسلت است. یک مثال عددی برای نشان دادن دقت و نحوه ی پیادهسازی روش ارائه شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| انتقال حرارت, بهینه سازی, بهینه سازی شکل, تقریب | ||
| مراجع | ||
|
bibitem{1} Hamadneh N., Khan W. A., Sathasivam S., Ong H. C. (2013). ``Design Optimization of Pin Fin Geometry Using Particle Swarm Optimization Algorithm", Plos One, 8, 1-9.
bibitem{2} Dede E. M., Joshi S. N., Zhou F. (2015). ``Topology Optimization'', Journal of Mechanical Design, 137, 111403 (2015). bibitem{3} Klass Haertel J. H., Engelbrecht K., Lazarov B. S., Sig-mund O. (2015). ``Topology Optimization of Thermal Heat Sinks", Proc. of COMSOL conference 2015, Grenoble, France, 1–6. bibitem{4} Kayhani M. H., Norouzi M., Delouei A. A. (2012). ``Analytical investigation of orthotropic unsteady heat transfer in compo-site pin fins", Modares Mechanical Engineering, 11, 21–32 (in Persian). bibitem{5} Khan W. A., Culham J. R., Yovanovich M. M. (2005). ``Optimization of Pin-Fin Heat Sinks Using Entropy Generation Minimization", IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 28, 247-254. bibitem{6} Shaukatullah H., Storr W. R., Hansen B. J., Gaynes M. A. (1996). ``Design and Optimization of Pin Fin Heat Sinks for Low Velocity Applications", SEMI-THERM XII. Proceedings. Twelfth Annual IEEE. bibitem{7} Pakrouh R., Hosseini M.J., Ranjbar A.A., Bahrampoury R. (2015). ``A numerical method for PCM-based pin fin heat sinks optimization", Energy Conversion and Management, 103, 542-552. bibitem{8} Mohammadian S. K., Zhang Y. (2015). ``Thermal management optimization of an air-cooled Li-ion battery module using pin-fin heat sinks for hybrid electric vehicles", Journal of Power Sources, 273, 431-439. bibitem{9} Park S. J., Jang D., Yook S. J., Lee K. S. (2015). ``Optimization of a staggered pin-fin for a radial heat sink under free convection", International Journal of Heat and Mass Transfer, 87, 184-188.
bibitem{10} Bhanja D., Kundu B., Mandal P. K. (2013). ``Thermal analysis of porous pin fin used for electronic cooling", Procedia Engineering, 64, 956–965.
bibitem{11} Javadi A., Javadi K., Taeibi-Rahni M., Keimasi M. (2002). ``Reynolds Stress Turbulence Models for Prediction of Shear Stress Terms in Cross Flow Film Cooling–Numerical Simulation", ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Vancouver, Canada.
bibitem{12} Herwig H. (2016). ``What Exactly is the Nusselt Number in Convective Heat Transfer Problems and are There Alternatives?", Entropy, 18, 1-15.
bibitem{13} Corm A. R., Scheinberg K., Toint Ph. L. (1997). ``Recent progress in unconstrained nonlinear optimization without derivatives", Mathematical Programming, 79, 397-414.
bibitem{14} Corm A. R., Scheinberg K., Toint Ph. L. (1997). ``On the convergence of derivative-free methods for unconstrained optimization", in: A.Iserles, M. Buhmann (Eds.), Approximation Theory and Optimization: Tributes to M.J.D. Powell, Cambridge University Press, Cambridge, UK.
bibitem{15} Corm A. R., Scheinberg K., Vicente L. N. (2008). ``Geometry of interpolation sets in derivative free optimization", Mathematical Programming, 111, 141-172.
bibitem{16} Patankar S. V. (1980). ``Numerical heat transfer and fluid flow", McGraw-Hill, New York. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 398 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 282 |
||