廉 帅 王 正 王 璐

（大连理工大学 能源与动力学院，大连 116024）

点阵夹芯结构是一种多孔有序微结构材料，具有良好的减震缓冲性能，同时具有较高的强度和刚度，是当今世界的前沿热点研究材料[1]。点阵夹芯结构主要由梁杆单元组成，主要分为正四面体、金字塔型和kagome型[2]。选择合理的冷却介质可以对结构进行良好的主动换热，从而降低结构表面的温度，但仍需考虑结构在不同的温度载荷和压力载荷作用下结构整体的应力分布状况和局部破坏模式[3-4]。

1 建模方法

本文中点阵模型主要选择四面体点阵结构。通过CATIA建立点阵结构模型和流体域，对结构各个表面进行合理命名和边界设定，得到模型结构如图1所示。

图1 四面体点阵模型

将划分好网格的模型结构导入Fluent中计算流场。由于冷却水流动速度较低，将流体模型设置为层流，打开蒸发冷凝模型，相变系数为0.2，蒸发温度设置100 ℃，对结构上壁面施加700 W·m-2的热流载荷，冷却液选择20 ℃的水，进口流速分别设置为0.5 m·s-1、0.75 m·s-1、1 m·s-2，其余壁面设置为绝热壁面，选取结构中心平面作为参考平面。冷却结构示意图和参考平面，如图2所示。

图2 冷却结构示意图和参考平面

2 流场计算结果分析

通过Fluent得到四面体点阵结构在不同流速的冷却介质冷却下的蒸汽速度矢量图和蒸汽出口热流量分布云图，如图3、图4和图5所示。根据结果，可以得出结论：随着冷却流速的提高，结构整体在散热过程中产生的蒸汽量显著提升。在不同的冷却流动速度下，在蒸汽出口的热流量分布状况较为相似，最大热流量也有较大提升。……