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低温与超导2025年第10期:热电制冷器电臂形状优化设计研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石永安;马自钰;薛卓磊;王猛;田锡威;王伟;

单位:陕西黄河集团有限公司;西安电子科技大学电子装备机电耦合实验室;

摘要:针对热电制冷(TEC)单元分析和性能优化问题,本文提出一种基于Bernstein-Bézier函数的电臂几何建模新方法,通过参数化截面形状与旋转来提高设计自由度。在优化设计中分别以TEC的冷热端温差、制冷量与制冷系数最大为目标,以仅考虑电臂截面形状(S方案)、仅考虑截面绕中心线旋转(R方案)、同时考虑截面形状变化与旋转(SR方案)三种方案对电臂形状进行优化,得到最优的电臂形状。结果表明:这种新式方法能有效提升TEC的冷热端温差与制冷系数,尤其在低于最佳工作电流时效果更显著,为TEC性能优化提供了一种新的思路。

关键词:热电制冷;;Bernstein-Bézier函数;;自由形状建模;;形状优化

基金资助:陕西省自然科学基础研究计划项目(2023-JC-JQ-38);; 陕西省科技厅秦创原"科学家+工程师"队伍建设项目(2022KXJ-030)资助