水冷散熱器仿真研究及其TOPSIS決策方法優(yōu)化.pdf

1、隨著電子設(shè)備日益小型化及功率密度的增加，對(duì)其散熱性能的要求越來(lái)越高。水冷散熱是解決功率組件散熱的一種良好的方法，為此，水冷散熱器的散熱性能越來(lái)越受到了人們的關(guān)注。本文結(jié)合實(shí)際需要，對(duì)某功率組件水冷散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其研究方法和研究結(jié)果具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）應(yīng)用仿真分析的方法，得到了流體介質(zhì)種類(lèi)、空氣對(duì)流系數(shù)、流體流速、水冷散熱器結(jié)構(gòu)尺寸等對(duì)水冷散熱器散熱性能影響曲線。通過(guò)仿真分析結(jié)果驗(yàn)證了水

2、冷散熱器滿足性能要求，并且得出相關(guān)分析結(jié)論：水冷散熱器在流速一定的范圍內(nèi)，流體入口流速越大，流體出口溫度就越高。隨著入口流速的逐漸增大，流體流出散熱器的溫度變化率趨向平緩。在肋片高度和流速一定的前提下，隨著肋片間距的增大，出口溫度也隨著增加，但是溫度的變化率趨向平緩。在肋片數(shù)量一定的前提下，隨著肋片厚度的增加，出口溫度也隨著增加。
　　（2）通過(guò)正交試驗(yàn)，應(yīng)用極差分析的方法得到水冷散熱器出口溫度的影響因素大小依次為：流速>肋片數(shù)量

3、>肋片厚度；各因素對(duì)水冷散熱器入口壓力的影響大小依次為：流速>肋片厚度>肋片數(shù)量。并且應(yīng)用最小二乘法擬合了合理的關(guān)系模型曲線。
　?。?）應(yīng)用TOPSIS決策方法對(duì)水冷散熱器進(jìn)行決策優(yōu)化。首先應(yīng)用Pareto遺傳算法對(duì)水冷散熱器出口溫度和出入口壓力差進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，得到21組Pareto前沿面最優(yōu)解集。當(dāng)以水冷散熱器出口溫度為主要考慮目標(biāo)時(shí)，可以考慮出口溫度較低的集（如組號(hào)為1的解），當(dāng)以入口壓力為主要考慮目標(biāo)時(shí)，可以考慮入口壓力

4、較小的集（如組號(hào)為3的解）；其次提取水冷散熱器出口溫度和出入口壓力差兩個(gè)屬性的決策矩陣，對(duì)其屬性無(wú)量綱化處理，應(yīng)用熵值法確定權(quán)重的大小，編寫(xiě)TOPSIS決策方法程序；最后得到P=2的最理想解，即21組Pareto前沿面最優(yōu)解中第二組解為最理想解，與水冷散熱器設(shè)計(jì)的初始值相比，在流體出口溫度方面，決策后的理想解數(shù)值減小了1.19℃，TOPSIS決策后出口溫度降低了原來(lái)的3.55％；在流體入口方面，決策后的理想解數(shù)值減小了0.04pa，TO

5、PSIS決策后的流體入口壓力比為原來(lái)的降低了3.58％。
　　（4）應(yīng)用VB6.0與MATLAB接口編程技術(shù)方法－COM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)決策優(yōu)化方法的集成。首先應(yīng)用COM組件生成器技術(shù)，在MATLAB12.0的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)PARETO遺傳算法及TOPSIS決策方法的算法進(jìn)行封裝，創(chuàng)建COM組件，生成的DLL文件為后續(xù)VB程序?qū)ζ涮幚砗驼{(diào)用；其次設(shè)計(jì)水冷散熱器優(yōu)化平臺(tái)的人機(jī)界面，根據(jù)控件的功能，設(shè)定控件的屬性，依據(jù)VB的事件響應(yīng)機(jī)制，采