水冷散熱器仿真研究及其TOPSIS決策方法優(yōu)化.pdf

1、隨著電子設備日益小型化及功率密度的增加，對其散熱性能的要求越來越高。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越受到了人們的關注。本文結(jié)合實際需要，對某功率組件水冷散熱器進行優(yōu)化設計，其研究方法和研究結(jié)果具有一定的實際指導意義。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）應用仿真分析的方法，得到了流體介質(zhì)種類、空氣對流系數(shù)、流體流速、水冷散熱器結(jié)構(gòu)尺寸等對水冷散熱器散熱性能影響曲線。通過仿真分析結(jié)果驗證了水

2、冷散熱器滿足性能要求，并且得出相關分析結(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。
　?。?）通過正交試驗，應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。并且應用最小二乘法擬合了合理的關系模型曲線。
　?。?）應用TOPSIS決策方法對水冷散熱器進行決策優(yōu)化。首先應用Pareto遺傳算法對水冷散熱器出口溫度和出入口壓力差進行多目標優(yōu)化，得到21組Pareto前沿面最優(yōu)解集。當以水冷散熱器出口溫度為主要考慮目標時，可以考慮出口溫度較低的集（如組號為1的解），當以入口壓力為主要考慮目標時，可以考慮入口壓力

4、較小的集（如組號為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屬性的決策矩陣，對其屬性無量綱化處理，應用熵值法確定權(quán)重的大小，編寫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，與水冷散熱器設計的初始值相比，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的降低了3.58％。
　　（4）應用VB6.0與MATLAB接口編程技術方法－COM技術來實現(xiàn)對決策優(yōu)化方法的集成。首先應用COM組件生成器技術，在MATLAB12.0的平臺上實現(xiàn)對PARETO遺傳算法及TOPSIS決策方法的算法進行封裝，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；其次設計水冷散熱器優(yōu)化平臺的人機界面，根據(jù)控件的功能，設定控件的屬性，依據(jù)VB的事件響應機制，采