一种不连续翅片散热板的设计方法与流程

本发明涉及翅片散热板相关，具体涉及一种不连续翅片散热板的设计方法。

背景技术：

1、翅片散热板（或称翅片冷板）是当前电子或电池散热场景（芯片、大功率 igbt、新能源汽车电驱/电池、hpc 集群等）的核心散热部件。

2、一方面，我们希望在有限的散热空间通过传热强化技术实现翅片散热板的高效散热；同时，我们希望流动阻力尽可能低，从而有效降低流体机械的能耗（泵与风机等），直接降低系统 pue（power usage effectiveness，电源使用效率）。事实上，大部分强化传热的技术均会导致流动阻力的增加。因而，如何通过创新结构设计，确保高效换热的同时有效降低流动阻力成为业界亟待解决的难题；

3、且在实际中，切槽宽度 w (mm)、深度 h (mm)及间距 l (mm) 的取值直接影响散热板的换热性能与流动阻力。传统的经验法存在效率低、难以获得全局最优解的缺陷的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是至少解决现有技术的不足之一，提供一种不连续翅片散热板的设计方法，包括：

2、步骤110、加工得到预设的基材板；

3、步骤120、于所述基材板上固定设置翅片阵列，所述翅片阵列包括多个平行设置的翅片，所述翅片两两之间与所述基材板形成流道；

4、步骤130、于每个所述翅片的两端之间设置有多个贯穿所述翅片阵列的切槽，所述切槽深入所述基材板使所述基材板存在多个沟槽；

5、其中切槽宽度w、深度h及间距l通过以下方式确定，

6、基于发热面平均温度与流体进出口平均温度之差 以及流动阻力构建关于切槽宽度w、深度h及间距l的多目标数学模型；

7、对所述多目标数学模型进行寻优找寻出切槽宽度w、深度h及间距l的全局最优解，以全局最优解进行切槽宽度w、深度h及间距l的设计。

8、进一步，具体的，所构建的多目标数学模型如下：

9、；

10、其中，，为切槽宽度设定范围；，为切槽深度设定范围；，为切槽间距设定范围；为芯片最高工作温度限定值。

11、进一步，具体的，通过蚁群算法对所述多目标数学模型进行寻优找寻出切槽宽度w、深度h及间距l的全局最优解。

12、进一步，所述方法还包括，对蚁群算法输出的最优参数组合（）进行 cfd 仿真验证，确认其发热面平均温度和流动阻力是否满足设计要求，并计算最终的评价函数值；

13、若小于第一阈值，则确定最优参数组合（）为最优解，若不小于第一阈值，则调整权重系数重新寻优直到找寻到不小于第一阈值的。

14、本发明的有益效果：提供一种不连续翅片散热板的设计方法，通过在基材板上设置翅片阵列，且对翅片阵列进行进一步设计，于每个所述翅片的两端之间设置有多个贯穿所述翅片阵列的切槽，所述切槽深入所述基材板使所述基材板存在多个沟槽，这种设计方式在考虑结构设计简单以及加工方便的前提下，实现高效换热的同时，显著降低其流动阻力，进而可有效降低流体机械能耗及系统 pue；

15、另外通过构建关于切槽宽度w、深度h及间距l的多目标数学模型并进行寻优以确定最佳切槽宽度w、深度h及间距l的方式使得在满足壁面温度符合芯片等运行安全要求的前提下，散热板进、出口之间的流动阻力尽可能低，以降低流体机械的能耗，实现节能。

16、本发明的有益效果为：

17、本发明提出一种不连续翅片散热板的设计方法，提供一种不连续翅片散热板的设计方法，通过在基材板上设置翅片阵列，且对翅片阵列进行进一步设计，于每个所述翅片的两端之间设置有多个贯穿所述翅片阵列的切槽，所述切槽深入所述基材板使所述基材板存在多个沟槽，这种设计方式在考虑结构设计简单以及加工方便的前提下，实现高效换热的同时，显著降低其流动阻力，进而可有效降低流体机械能耗及系统 pue；

18、另外通过构建关于切槽宽度w、深度h及间距l的多目标数学模型并进行寻优以确定最佳切槽宽度w、深度h及间距l的方式使得在满足壁面温度符合芯片等运行安全要求的前提下，散热板进、出口之间的流动阻力尽可能低，以降低流体机械的能耗，实现节能。

1.一种不连续翅片散热板的设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种不连续翅片散热板的设计方法，其特征在于，具体的，所构建的多目标数学模型如下：

3.根据权利要求1所述的一种不连续翅片散热板的设计方法，其特征在于，具体的，通过蚁群算法对所述多目标数学模型进行寻优找寻出切槽宽度w、深度h及间距l的全局最优解。

4.根据权利要求1所述的一种不连续翅片散热板的设计方法，其特征在于，所述方法还包括，对蚁群算法输出的最优参数组合（）进行 cfd 仿真验证，确认其发热面平均温度和流动阻力是否满足设计要求，并计算最终的评价函数值；