Fischer-Koch TPMS换热器

热交换效率提升156倍

通过亚晶胞导管框架揭示拓扑与传输性能的机理联系，针对增材制造的铜Fischer-Koch三重周期最小曲面结构，其换热效率相比传统基准大幅提升，与模型预测高度吻合。

Zhong, Haozhang · He, Yipei · Wang, Jiaxuan · Schröder-Turk, Gerd E. · Das, Raj · 施骏业 · Tang, Qi · Zheda, Ning · 李传维 · 陈江平 · Chen, Zeyao · Yu, Binbin · Lu, Jian · Gu, Jianfeng · Ma, Qian

Advanced Science 2026

参数信息

换热效率提升倍数

156 ×

技术优势

效率提156倍

铜Fischer-Koch TPMS换热器的j/f比相比传统基准提升高达156倍，意味着同样的泵功可以带走远超常规的热量。

有设计规则

通过导管均匀性和空间密度两个描述符预测性能，不再盲目扫描拓扑，设计周期大幅缩短。

预测准

模型预测的Fischer-Koch领先地位得到实测验证，实验与模型高度一致，可用于指导后续优化。

和尺度无关

性能商数将局部几何与传输行为关联，与尺度和操作条件无关，同一规则可直接用于微通道或大型装置。

应用场景

• 增材制造换热器：用绿激光粉末床熔融直接成型复杂TPMS通道，免去钎焊与装配约束。
• 高效热管理：以相同泵功带走数倍热量，适合高功率密度电子器件散热。
• 流体传输优化：用导管均匀性和密度指导流道拓扑，减少流动死区与压力损失。
• 轻质高性能散热：TPMS结构兼具高比表面积与低密度，在航空、汽车等对重量敏感的场合实现减重增效。