Enhanced Thermal Management in High-Temperature Applications: Design and Optimization of a Water-Cooled Forced Convection System in a Hollow Cuboid Vapour Chamber Using COMSOL and MATLAB

本报告详细介绍了一种用于高温应用（在700度至1000度K之间）的水冷强制对流散热系统的设计和优化。采用了一种空心长方体汽化室模型进行研究，其中空心长方体内部空间被用作设计空间。使用有限元软件COMSOL来求解散热系统设计空间中每个几何形状的物理参数，使用MATLAB和COMSOL联合进行基于参数和密度的拓扑优化，以最小化设计空间内的温度梯度为目标。这样可以使热量均匀分布在设计网格中，从而实现更有效的冷却。为了减少解决和优化每个3D几何形状所需的计算时间，创建了空心长方体设置前后面的2D表示。这些2D面设计随后在空心立方体的长度上进行3D扩展，使用COMSOL为每个模型找到解决方案。本报告还提出了该系统的用例，即将其与煤电站中的MGA和热测技术结合使用，以提取和储存废热以供后续使用。

设计并优化用于高温应用的水冷强制对流散热系统，解决高温环境下的热管理问题。

使用空心长方体汽化器模型作为设计空间，结合COMSOL和MATLAB进行参数化和密度优化，最小化设计空间内的温度梯度，实现更有效的散热。

论文提出了一个与煤电站MGA和热测技术结合的应用案例，用于提取和储存废热。实验使用COMSOL软件和数据集进行验证，同时提出了2D转3D的计算方法。

最近的相关研究还包括：'A Review of Heat Transfer Enhancement Techniques for Heat Exchangers in High Temperature Applications'，'Design and Optimization of a Water-Cooled Heat Sink for High-Power LED Applications'等。