；本設計採用了閉式強制迴圈冷卻系統，取；
ta1——散熱器冷卻空氣進口溫度，一般取左右，此次設計的產
品主要用於惡劣的甚至高溫的環境中，根據近年全國的氣溫
在本設計中取；
——散熱器冷卻水進出口溫度差，一般選取，本設計中選取；
——散熱器冷卻空氣進出口溫度差，一般選取，本設計中選取；
計算得：
由於通過散熱器的冷卻水和冷卻空氣流速都不可能均勻；而且散熱器散熱表面會附著上油汙，蒙上塵土，或是部分散熱面損壞，這些都會降低散熱器的散熱效能，所以實際選取散熱器面積f0時，要比計算結果大些，一般選取
3-18)
式中 ——儲備係數，通常取值；本設計中取。可得
如圖3-2所示為散熱管芯單側的示
意圖。由圖可知，單根散熱管芯表面積
是由散熱翅片外側表面積s1，散熱翅片
內側表面積s2（翅片與銅管焊接部分可
忽略不計），散熱管外側扁平面未焊接
部分的面積s3和散熱管外側圓弧面的面
積s4之和。
為了方便計算，我把翅片兩個波谷點之間的一段設為乙個單元體，那麼一條翅片所含有的單元體數目為：
（3-19）
式中 ——散熱器芯部高度，由式3-5知；
——乙個單元體的波長，；
式中 ——翅片間距，由附表1得知。
乙個單元體的外側表面積：
散熱翅片外側表面積：
乙個單元體的內側表面積：
散熱翅片內側表面積：
乙個單元體內未焊接部分的面積：
散熱管外側扁平面未焊接部分的面積
管芯式散熱器實際需要散熱管數等於估算散熱總面積與單根散熱管芯表面積之比；故實際需要管數：
3-20)
確定管數和每根管芯的散熱表面積後就可精確計算出散熱器實際散熱面積，固有
3-21)
代入資料得
為了使設計的管芯式散熱器在結構上更加合理緊湊，本設計運用計算機模擬軟體對散熱器結構進行了優化。
在設計過程中，影響散熱器芯部面積的因素有散熱量、冷卻水流速、冷卻水進出口溫度差、空氣側流速、空氣側進出口溫度差、儲備係數等，在此次設計中，在給定散熱量的前提下，要想改變散熱器芯部面積就需要調整其它因素，在軟體優化過程中，如果將全部因素都當做變數來處理，將大大增加程式設計難度，超出了我的能力範圍，也沒有足夠的時間去深究，故此次結構優化中，將對散熱器芯部正面積變化影響小的因素作為定量處理，僅將對散熱器芯部影響較大的幾個因素作為變數來優化，程式設計中將管內冷卻水流速、冷卻空氣流速、儲備係數三者作為自變數，優化目標是在兩散熱管芯安裝不干涉的情況下盡量使散熱器芯部面積取得最小值。
matlab是一款程式設計簡單、程式設計效率高、容易學習的科學軟體，是從事眾多任務業、科研領域的必備工具。
2023年，matlab誕生於mathworks公司，當時主要用於矩陣運算，後
來隨著科技的發展進步，matlab已廣泛應用於數字訊號處理、科學視覺化和系統**等方面。
本設計中主要用該軟體進行數字訊號處理，最終使散熱器結構效能得到優化。
設計程式如下：
qw=150870;
ra=1.01;
cv=1047;
for data=10:1:30
for vw=0.6:0.01:0.8
for va=8:0.01:12
for b=1.1:0.01:1.25
va=qw/(data*ra*cv);
i=0.0036/(vw*4.45e-5);
t1=ceil(i);
fr=va/va;
h=sqrt(fr);
re1=vw*4.92e-3/0.326e-6;
pr1=1.94;
nu1=0.031*(re1^0.77)*(pr1^0.33);
ha=nu1*0.68/4.92e-3;
re2=va*2.22e-3/18.46e-6;
pr2=0.7;
nu2=0.56*(re2^0.39)*(pr2^0.4);
hw=nu2*0.0287/2.22e-3;
kr=1/(1/ha+1/5.3e5+1/hw);
f=qw/(kr*35);
f0=b*f;
s=2*(((h/3e-3)*(5.0456e-4+4.02596e-4+17.81e-6))+h*6.751e-6);
i0=f0/s;
t2=ceil(i0);
t3=ceil(3000*h/t2);
endendend if t1==t2&t3>22
break
endend 通過多次迴圈，在多組資料中選了一組最可行的資料。然後通過自己將處理好的資料整理出來，方便後面的設計。
通過多次修改程式後迴圈執行下，最終得到了如下較為滿意的結果：
(1) 冷卻系統散出的熱量
(2) 冷卻水迴圈量
(3) 冷卻空氣需要量
(4) 水側雷諾數
(5) 水側換熱係數
(6) 空氣側的雷諾數
(7) 空氣側換熱係數
(8) 散熱器傳熱系數
(9) 估算散熱器表面積
(10)設計散熱器表面積
(11)單根散熱管芯表面積
(12)估算散熱管數
(13)實際散熱管數
(14)實際散熱器表面積
(15)空氣流速
(16)水流速度0.8(m/s)
(17)儲備係數
(18)空氣進出口溫度差
(19)水側努契兒準則數
(20)空氣側努契兒準則數
通過計算機軟體matlab優化處理，散熱器在滿足散熱效能的情況下，在結構上得到了優化，節約了原材料，降低了成本，使設計出的散熱器達到了理想狀態。
在面積上單就散熱器芯部正面積比原來縮小了
單就散熱器芯部高度比原來減小了
由於經過結構優化設計以後，散熱器原有資料大都發生了改變，為了爭取設計的準確性和可行性，對管數和散熱面積重新進行校核。
由於本次設計中採用的散熱翅片是由純銅製成，其厚度極薄，僅為0.2mm厚度，相對於翅片的高度和沿氣流方向長度來說要小許多，而且銅c15710的導熱係數大，所以完全可以忽略翅片兩端面的散熱量；故翅片效
率為：3-22）
式中 m——結構係數，在散熱器的實際結構設計中，如果忽略氣體側很小的汙垢係數時，m可由下式計算求得：
h——翅片高度，查表得h=6mm；
式中 ——翅片導熱係數，由參考文獻查得；
——空氣側對流換熱係數，從整理後的資料查。
計算 假使按照剛出廠的管芯式散熱器處理，即按理想狀態處理，那麼在設計中就可忽略散熱管兩側汙垢的傳熱熱阻，就可將傳熱系數表示式寫為：
3-23）
式中 ——水側對流換熱係數；
——空氣側對流換熱係數；
——單管水側傳熱面積，
——單管空氣側傳熱面積，；
——單管空氣側光滑壁面部分的面積，
； ——單管空氣側翅片部分的面積，
； ——水管壁導熱係數，銅c15710的導熱係數，查參考文獻得；
——水管壁厚，散熱管壁厚，由附表一查得；
——翅片效率；由式（3-22）得；
——根據散熱器水管資料確定，；
式中——單根水管壁扁平部分的面積，
——單根水管壁圓環部分的對數平均面積，
計算把以上資料代入傳熱系數表示式
=90.1
3-24）
代入資料得
因為，其中為初始值， 為優化結果。由於所以設計結果滿足國家行業設計標準，故設計的產品合格。
一切流體都具有黏性，黏性是流體的一種固有的物理屬性，在運動狀態下，這種物理屬性就會顯現出來。當流體介質流經物體表面時，會由於這種黏性而產生較大摩擦阻力，此為由於流速，也會產生壓差阻力，這些阻力都會消耗流體的一部分能量，所以為了設計結果的可行性和準確性，需對其進行阻力計算。
流體通過散熱器時，會受到摩擦阻力和壓差阻力，由於目前還沒有流體繞流管芯式散熱器方面的傳熱經驗公式，故引用參考文獻中依據實驗得來的公式，管芯式散熱器中空氣流過散熱器芯部時的阻力係數的準則方程為：
3-25）
在此次設計中，散熱管帶採用了三排錯列布置，故
空氣流過散熱器芯部的壓力損失為
(3-26)
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