各向异性多材料传热结构

散热性能多尺度可调

通过多尺度拓扑优化，在宏观和微观层面同时调控各向异性多材料的分布，从而有效提升周期性结构的散热性能。

张建平 · 75722123 · 张海明 · 75722122 · Mintao, Chen · 龚曙光

Engineering Computations 2025

参数信息

推荐多材料类别数

3–4

推荐导热系数因子

2.5–4

推荐偏转角

60°–90° °

技术优势

不用过滤

基于无网格伽辽金法，无需过滤技术即可获得宏观和微观拓扑结构边界清晰光滑，减少后处理步骤。

参数可调

通过调整多材料类别数、设计子域数、导热系数因子和偏转角，可控制宏观周期排列和微观分支形态，灵活改变散热性能。

性能提升

增大导热系数因子或偏转角可降低宏观结构的最小热柔度，并生成更多分支结构，强化散热。

应用场景

• 电子器件散热：提供周期性多材料散热结构设计，提升电子器件热管理效率。
• 航空航天热管理：通过多尺度拓扑优化设计轻质高效散热结构，适应航空航天苛刻热环境。
• 新能源系统热控：利用多材料各向异性导热特性，优化新能源系统中的热控组件性能。
• 微纳器件热设计：生成边界清晰光滑的微观拓扑，满足微纳器件对散热结构的精度要求。