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대한기계학회 대한기계학회 춘추학술대회 대한기계학회 열공학부문 2021년도 춘계학술대회 논문집
발행연도
2021.5
수록면
49 - 53 (5page)

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Thermal performance of the pin-fin heat sink cooled by natural convection is numerically investigated when the fin density is allowed to vary along the flow direction. The distribution of the fin density is thermally optimized by using a compact modeling method, in which the pin-fin heat sink is modeled as a fluid-saturated porous medium. For minimal thermal resistance, optimization is conducted using the Kriging method under the constraint of fixed base plate and fin height dimensions. As a result, the optimal distribution of the fin density is obtained as a function of the porosity (ϕ) along the flow direction. The optimal distribution of the fin density is found to be monotonically increasing from ϕ=0.898 to ϕ=0.946, which indicates the densely-populated fins in the lower part and the coarsely-populated fins in the upper part. Consequently, the optimized pin-fin heat sink with variable fin density has 11% lower thermal resistance and 30% less weight than those of the uniformly-populated pin-fin heat sink with ϕ=0.891 optimized using an existing correlation. This study suggests that varying the fin density is very useful to not only improving the thermal performance but also reducing the weight of the pin-fin heat sink cooled by natural convection.
#자연대류(Natural convection) #히트싱크(Heat sink) #다공성매질접근법(Porous medium approach) #열적최적화(Thermal optimization)

목차

Abstract
1. Introduction
2. Results and discussion
3. Conclusion
References

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