本論文主要探討波狀外形設計於鰭片之應用，利用商業模擬軟體ESI CFD-ACE+進行模擬分析，並搭配拉凡格氏法(Levenberg-Marquardt Method)將模型之設計參數最佳化，最後再利用後處理軟體ESI CFD-VIEW分析數值結果。本論文之模型均在固定體積之條件下進行比較。 論文第二章以文獻[1]為基礎，探討反置鰭片(Inverted fins)形狀設計對於系統最高溫度之影響，並以規則正弦波(Regular Sine Wave)進行外形設計，以振幅及角頻率為設計參數。在本章中以邊界等溫及邊界對流等兩種邊界條件進行最佳化設計，以系統均溫極小化為目標，期望可得到極小化之系統最高溫度。兩種邊界條件設計中均比照文獻[1]，分別以不同分枝數N=1、N=2、N=3、N=4進行最佳化設計，將反算後之結果與其它形狀設計之文獻做比較均有顯著的溫降效果。然而為證明本數值方法之有效性，本論文另外以系統溫降20%與40%進行設計，同樣可求得目標均溫下之設計參數。 論文第三章將此波狀設計運用於傳統板式鰭片，不同於第二章，在此參考文獻[2]之設計，以變形正弦波(Deformed Sine Wave)作為外形設計，即於振幅及角頻率兩參數中加入權重係數以生成曲線。此部分內容以底板均溫極小化為目標，期望藉由曲線外形之改變使鰭片達到更好的散熱效果，文章中亦有與規則正弦波設計之鰭片做比較，且除溫度外也針對變形前後之鰭片壓降做探討。結果顯示，此設計不僅能有效使底板均溫下降，最佳化之鰭片設計亦有減少壓降之效果。 在論文最後委託工廠將鰭片以放電線切割加工，並以風洞、電熱片與熱像儀完成本實驗，將熱像儀所紀錄鰭片底板之表面溫度與商業套裝軟體CFD-ACE+模擬之理論值做比對，結果顯示實驗值與本模擬有非常相近之結果。
Inverse Design Problems in Estimating the Optimal Wavy-shaped fins
柏維, 童. (Author). 2019
學生論文: Doctoral Thesis