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1. WO2022000132 - METHOD FOR DESIGNING AND OPTIMIZING THREE-DIMENSIONAL POROUS HEAT DISSIPATION STRUCTURE ON BASIS OF THREE-CYCLE MINIMAL CURVED SURFACE

Publication Number WO/2022/000132
Publication Date 06.01.2022
International Application No. PCT/CN2020/098549
International Filing Date 28.06.2020
IPC
G06F 30/17 2020.1
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
30Computer-aided design
10Geometric CAD
17Mechanical parametric or variational design
CPC
G06F 2111/10
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
2111Details relating to CAD techniques
10Numerical modelling
G06F 30/10
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
30Computer-aided design [CAD]
10Geometric CAD
G06F 30/17
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
30Computer-aided design [CAD]
10Geometric CAD
17Mechanical parametric or variational design
Applicants
  • 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY [CN]/[CN]
Inventors
  • 王胜法 WANG, Shengfa
  • 姜钰 JIANG, Yu
  • 李宝军 LI, Baojun
  • 王祎 WANG, Yi
  • 李凤岐 LI, Fengqi
  • 罗钟铉 LUO, Zhongxuan
Priority Data
Publication Language Chinese (zh)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) METHOD FOR DESIGNING AND OPTIMIZING THREE-DIMENSIONAL POROUS HEAT DISSIPATION STRUCTURE ON BASIS OF THREE-CYCLE MINIMAL CURVED SURFACE
(FR) PROCÉDÉ DE CONCEPTION ET D’OPTIMISATION DE STRUCTURE POREUSE TRIDIMENSIONNELLE DE DISSIPATION DE CHALEUR SUR LA BASE D’UNE SURFACE INCURVÉE MINIMALE À TROIS CYCLES
(ZH) 基于三周期极小曲面的三维多孔散热结构的设计与优化方法
Abstract
(EN) A method for designing and optimizing a three-dimensional porous heat dissipation structure on the basis of a three-cycle minimal curved surface, which belongs to the field of computer-aided design. The method comprises: first, establishing a porous structure by using an implicit function representation of a three-cycle minimal curved surface; second, according to a steady-state heat conduction equation, transforming a heat dissipation problem into a problem of minimizing heat dissipation weakness under given constraints; then, using a global-local interpolation method to directly solve a parametric function; finally, performing cycle optimization and wall thickness optimization on the modeling problem, and obtaining an optimized porous sheath structure after smooth cycle and wall thickness variation optimization. The porous structure in the present invention greatly improves the heat dissipation performance, as well as the efficiency and effectiveness of heat conduction. The porous structure designed by the present invention has characteristics such as smoothness, full connectivity, controllability, and quasi-self-support, which ensure the applicability and manufacturability of said type of structure. The porous structure is applicable in 3D printing manufacturing methods. The internal structure in a printing process does not require additional support, saving printing time and printing materials.
(FR) L'invention concerne un procédé de conception et d’optimisation d’une structure poreuse tridimensionnelle de dissipation de chaleur sur la base d’une surface incurvée minimale à trois cycles, qui appartient au domaine de la conception assistée par ordinateur. Le procédé comporte les étapes consistant: premièrement, à établir une structure poreuse en utilisant une représentation par fonctions implicites d’une surface incurvée minimale à trois cycles; deuxièmement, selon une équation de conduction de la chaleur en régime permanent, à transformer un problème de dissipation de chaleur en un problème de minimisation de la faiblesse de dissipation de chaleur sous des contraintes données; ensuite, utiliser un procédé d’interpolation globale-locale pour résoudre directement une fonction paramétrique; enfin, effectuer une optimisation de cycles et une optimisation d’épaisseur de paroi sur le problème de modélisation, et obtenir une structure de gaine poreuse optimisée après une optimisation des cycles lisses et de la variation d’épaisseur de paroi. La structure poreuse selon la présente invention améliore considérablement les performances de dissipation de chaleur, ainsi que le rendement et l’efficacité de la conduction de chaleur. La structure poreuse conçue par la présente invention présente des caractéristiques comme le lissé, la connectivité complète, la contrôlabilité et le caractère quasi-autoporteur, qui garantissent l’applicabilité et l’aptitude à la fabrication du type de structure en question. La structure poreuse est applicable dans des procédés de fabrication par impression 3D. La structure interne dans un processus d’impression ne nécessite pas de soutien supplémentaire, d’où un gain de temps d’impression et une économie de matériaux d’impression.
(ZH) 基于三周期极小曲面的三维多孔散热结构的设计与优化方法,属于计算机辅助设计领域。首先,通过三周期极小曲面的隐式函数表示来建立多孔结构。其次,根据稳态热传导方程,将散热问题转化为在给定约束条件下散热弱度的最小化问题。然后,利用全局‐局部插值的方法直接求解参数函数。最后,对建模问题进行周期优化和壁厚优化,得到了具有光滑周期和壁厚变化的优化后的多孔鞘状结构。本发明的多孔结构大大改善了散热性能、热传导的效率和效能。本发明设计的多孔结构具有光滑性、全连通性、可控性、准自支撑性等特性,这些特质确保了该类结构的适用性和可制造性,适用于3D打印制造方法,打印过程的内部结构无需额外支撑,节省打印时间和打印材料。
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