来源：International Journal of Heat and Mass Transfer

链接：https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2026.128670

01 背景

02 成果掠影

近日，普渡大学Yanbo Huang、Justin A. Weibel团队提出了一种全新的基于密度的拓扑优化方法，专门用于设计两相浸没冷却中的高效散热器结构。将复杂的沸腾传热问题简化为固体导热问题，并在散热器表面施加依赖于过热度的沸腾传热系数 h(ΔT)作为边界条件。使用密度场表示散热器材料分布，引入SIMP插值模型处理热导率，采用Heaviside投影和密度滤波控制最小特征尺寸，避免棋盘格图案。优化目标为多目标函数，在80 W/cm²的基底热流密度下，优化后的散热器性能远超平板CHF（约25 W/cm²），避免了膜态沸腾。提出的拓扑优化方法能够自动生成高性能的沸腾散热器结构，有效平衡热扩展与导热路径。该方法是系统性的、可推广的，适用于高功率密度电子元件的两相浸没冷却设计。研究成果以“Topology Optimization of Coral-Like Heat Sinks under Pool Boiling for Two-Phase Immersion Cooling” 为题，发表于《International Journal of Heat and Mass Transfer》期刊。