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Resumo A busca por reduzir o impacto ambiental da aviação levou à eletrificação e à crescente demanda por sistemas eletrônicos de potência embarcados de alta performance. Esses componentes elétricos de alto desempenho tendem a produzir quantidades significativas de resíduos térmicos de baixa qualidade que, se não forem dissipados adequadamente, resultarão em mau funcionamento e até danos permanentes. Por essa razão, os trocadores de calor de alta performance representam um elemento-chave para os futuros avanços na eletrificação dos sistemas aeronáuticos e são vitais para alcançar as metas de emissões líquidas zero e reduzir a pegada de carbono da aviação. Para um determinado volume do trocador, a taxa de fluxo de calor pode ser aumentada adotando domínios de fluidos mais sofisticados. No entanto, uma complexidade geométrica excessiva levará a um aumento nas perdas de pressão, resultando frequentemente em distribuições de temperatura inhomogêneas. Neste trabalho, um novo procedimento de otimização é empregado para maximizar a eficiência de um trocador de calor de alto desempenho, enquanto minimiza as perdas de pressão totais e os gradientes de temperatura. A otimização é realizada com simulações de fluxo computacional de alta fidelidade em 3D. A geometria do domínio do fluido é constituída por superfícies mínimas triplamente periódicas, com uma parametrização baseada em espessura e razões de aspecto, realizada utilizando o conjunto nTopology. Para avaliar o ganho de desempenho, o design otimizado topologicamente é comparado com o caso de referência e um design serpentino convencional.
Daifalla et al. (Fri,) estudaram essa questão.