Estudo de Projeto e Simulação Otimizada do Modelo de Dissipador de Calor com Resfriamento Líquido para Módulo IGBT Baseado em Estrutura TPMS

Resumo Neste artigo, propomos um modelo de dissipador de calor com resfriamento líquido utilizando uma estrutura de superfície mínima periódica tripla (TPMS) para módulos de transistor bipolar de porta isolada (IGBT). Usando o software de modelagem paramétrica ntopology, estabelecemos as seguintes três estruturas TPMS: Schwarz P, Gyroid e Diamond. A análise de simulação térmica é realizada no modelo do radiador utilizando o Ansys Fluent. Os parâmetros estruturais ótimos são determinados para garantir a dissipação eficaz de calor, evitando o consumo excessivo de energia da bomba devido a vazões de entrada inadequadas. Os resultados da simulação demonstram que o radiador com resfriamento líquido com a estrutura TPMS supera os radiadores convencionais em eficiência de transferência de calor, embora com quedas de pressão de entrada e saída mais altas. Entre os radiadores com estrutura TPMS, a configuração Schwarz P apresenta a menor queda de pressão, aproximadamente 20% menor do que as outras duas, oferecendo vantagens superiores em gerenciamento térmico.