微犁削成形表面热功能结构的多尺度形貌协同设计方法研究

根据功能需求主动设计表面热功能结构的复杂形貌，是解决紧凑热空间高热流密度问题的核心所在。本课题在有限规模内，选择有良好工艺研究基础的微犁削成形表面热功能结构为研究对象，针对其复杂多尺度形貌，综合宏亚结构协同生成机理及其拓扑映射模型研究、微尺度形貌的宏微统一表征研究、多尺度形貌并存的参数化特征模型与交互设计方法研究，构建能够集成工艺可控机制的多尺度特征模型，提出面向功能的表面功能结构多尺度形貌协同设计方法，形成面向典型工艺的表面热功能结构多尺度形貌协同设计基础理论与创新技术。在解决高性能散热结构多尺度形貌协同设计难题的同时，为我国在表面功能结构主动设计方面达到国际先进水平提供一定的理论基础与技术储备。

根据功能需求主动设计表面热功能结构的复杂形貌，是解决紧凑热空间高热流密度问题的核心所在。本项目针以具有良好工艺研究基础的微犁削成形表面热功能结构为研究对象，针对其数字化描述难题，结合工艺实验，提出了较完整的基于W-M分形的描述方法，能够实现各项异性分形表面的建模，以及分形曲面与参数曲面、三维实体的集成建模与形貌协同设计。所提出的理论方法能够有效描述包括犁削微通道、犁/挤成形翅片等热功能结构的多尺度几何特征。基于基础理论研究，本项目对复杂功能结构的多尺度CAD建模方法作了大胆探索，对数字化设计软件进行了持续性的关键技术研究与系统开发，成功发布了多尺度表面功能结构形貌协同设计软件。项目提出的基于永久命名机制的异源结构协同设计方法，能够在表面功能结构的多尺度建模中采用特征造型技术，方便地实现复杂多尺度功能结构的快速设计，以及后续的设计修改与变形。目前，该软件已在微通道散热器、翅片散热器、微热管的设计优化中获得了初步应用。