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作者：张虎明;赵明;许一帆;
单位：上海理工大学能源与动力工程学院;
摘要：采用变密度的拓扑优化方法，对不同肋片体积分数的管壳式相变蓄热器进行结构优化，并分别对拓扑优化分岔肋片进行分形特征分析、分形几何重构和放热特性分析。结果表明：不同的肋片体积分数对于优化结果有一定影响，随着肋片体积的增加，拓扑形态逐渐由一级分岔转变为二级分岔。相较于光管模型，体积分数φ为5%、7.5%、10%、12.5%和15%的拓扑优化肋片模型完全凝固时间分别缩短了90.9%、94.9%、95.6%、95.9%和96.3%。拓扑优化后的分岔肋片为分形结构，优化结构的分形维数和模型放热速率呈正相关。结合分形理论重构的分形肋片模型和拓扑优化肋片模型的分形维数和放热速率相差不大，表明重构的分形肋片虽结构简单，但保持了传热的高效性。
关键词：相变储热;拓扑优化;分形;强化换热
基金资助：国家自然科学基金资助项目(51306120)
