本案例利用Icepak中的参数优化功能实现散热器热阻最小化设计。

工程应用过程中常需要对散热器进行优化，优化内容包括散热器的热阻及重量。本案例的目标为优化大型散热器的热阻，同时确保系统最高温度低于70°C，散热器总总质量不超过0.326 kg。

1 问题描述

案例模型如下图所示。

2 创建模型

• 启动Icepak，利用Upack按钮解压文件optimization.tzr

计算模型已经创建完毕，如下图所示。

3 创建设计变量

• 鼠标双击模型树节点heatsink_big打开编辑对话框
• 进入Properties标签页，如下图所示，设置Count为$finCount，设置Thickness为$finThick

• 点击Uupdate按钮，设置变量finCount的初始值为15

• 设置变量finThick的初始值为0.762

注：激活选项Allow only multiphles为1，表示该参数变化量只能以1的整数倍变化，间接控制该参数为整数。

• 相同方式设置变量finThick的最小值为0.254，最大值为2.032，注意不要激活选项Allow only multiples

4 生成网格

• 进入Mesh control面板，如下图所示设置网格参数，点击Close按钮关闭对话框

5 定义计算参数

• 设置Basic settings对话框，指定迭代次数为125，如下图所示

6 定义优化目标

• 选择菜单Solve → Run optimization打开参数化及优化对话框，如下图所示，选择选项Optimization

注：本案例是一个优化问题，与前面的参数扫描问题不同。

• 进入Design variables标签页，如下图所示设置变量finCount的最小值为2，最大值为18，激活选项Allow only multiples为1

• 进入Functions标签页，如下图所示，点击Primary functions下的New按钮弹出主函数创建对话框，创建变量bighsrth为大散热器热阻

• 创建变量bighsms，为大散热器质量

• 创建变量smlhsms为小散热器质量

• 创建变量mxtmp为系统最大温度，并激活选项Constraint，设置最大值为70

• 创建复合变量totalmass，为大散热器与小散热器的质量总和，激活选项Constraint，设置约束最大值为0.326

• 如下图所示指定目标函数为bighsrth

• 切换至Setup标签页，如下图所示进行设置

注：选不选其实关系并不大。

• 点击Run按钮开始优化计算

计算结果如下图所示。

经过13次迭代得到满足约束条件的最优结果。

相关文件链接: 

https://pan.baidu.com/s/1GfCa7r4nKK9b-K9ExEBu9Q

提取码: 1ecx

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道