径向拓扑优化的复合相变储热结构

熔凝时间近半

与环形翅片相比,该拓扑优化结构利用分形翅片增强冷热流体与复合相变材料的热交换,大幅缩短熔化和凝固时间。

Zilong, Song · Jiao, Wang · Shengke, Tang · Weipeng, Li · Mengyao, Ma · Daniil, Andronov · 范小军 · Cheng, Junlin

Energy 2025

参数信息

熔化时间缩短率
48.24 %
凝固时间缩短率
52.17 %
单次热循环速率提升率
102.52 %

技术优势

熔凝时间近半

径向拓扑优化结构中的分形翅片促进中心冷热流体与复合相变材料间的快速换热,熔化时间缩短 48.24%,凝固时间缩短 52.17%。

热循环速率翻倍

该结构使单次热循环速率提升 102.52%,意味着单位时间内的储放热次数大幅增加,储能系统周转更快。

天然最优结构

分形维数分析证实拓扑结构与叶脉、树枝等自然分形最优解高度相似,表明设计接近于传热路径的自然最优。

应用场景