COOLING MICROELECTRONIC DEVICES USING OPTIMAL MICROCHANNEL HEAT SINKS: UNA COMPARACIÓN DE DOS ALGORITMOS DE OPTIMIZACIÓN GLOBAL

espanolEste articulo trata sobre el diseno optimo de disipadores de calor de tipo microcanal utilizando los metodos Unified Particle Swarm Optimisation (UPSO) y Harmony Search (HS). Estos disipadores se utilizan en el enfriamiento de componentes microelectronicos. Por ello analizamos el desempeno de UPSO y HS en su diseno, de forma sistematica y completa. La funcion objetivo se obtuvo con el criterio de la minima generacion de entropia. En este estudio, se definio la geometria del microcanal, la cantidad de calor a ser retirado y las propiedades del fluido de trabajo. Ademas, se calculo la tasa de generacion de entropia, el flujo volumetrico de aire, el ancho y la altura del canal y el numero de Knudsen. Los resultados de las simulaciones indicaron que ambas estrategias de optimizacion dieron resultados similares, alrededor de 0,032 W / K, y que HS requiere cinco veces mas iteraciones que UPSO, pero solo alrededor de 1/19 de su tiempo de calculo. Ademas, HS revelo una mayor probabilidad de encontrar una mejor solucion que UPSO, pero con una mayor dispersion. Sin embargo, ambos algoritmos resolvieron exitosamente el diseno para diferentes escenarios, incluso cuando se varia el material del disipador y la tasa de transferencia de calor. EnglishThis article deals with the design of optimum microchannel heat sinks through Unified Particle Swarm Optimisation (UPSO) and Harmony Search (HS). These heat sinks are used for the thermal management of electronic devices, and we analyse the performance of UPSO and HS in their design, both, systematically and thoroughly. The objective function was created using the entropy generation minimisation criterion. In this study, we fixed the geometry of the microchannel, the amount of heat to be removed, and the properties of the cooling fluid. Moreover, we calculated the entropy generation rate, the volume flow rate of air, the channel width, the channel height, and the Knudsen number. The results of several simulation optimizations indicate that both global optimisation strategies yielded similar results, about 0.032 W/K, and that HS required five times more iterations than UPSO, but only about a nineteenth of its computation time. In addition, HS revealed a greater chance (about three times) of finding a better solution than UPSO, but with a higher dispersion rate (about five times). Nonetheless, both algorithms successfully optimised the design for different scenarios, even when varying the material of the heat sink, and for different heat transfer rates. portuguesEste artigo discute o projeto ideal de dissipadores de calor de microcanais utilizando os metodos Unified Particle Swarm Optimization (UPSO) e Harmonia Search (HS). Estes resfriadores sao utilizados em refrigeracao com componentes microeletronicos. Por isso, vamos analisar o desempenho de UPSO e HS na sua concepcao, de uma forma sistematica e completa. A funcao objetivo foi obtida com o criterio de geracao minima de entropia. Neste estudo, definiu-se a geometria de microcanais, a quantidade de calor a ser removida e as propriedades do fluido de trabalho. Alem disso, se calculo a taxa de geracao de entropia, o caudal volumetrico de ar, a largura e a altura do canal e o numero de Knudsen. Os resultados da simulacao indicaram que ambas das estrategias de otimizacao deram resultados semelhantes, cerca de 0.032 W / K, e que HS exige cinco vezes mais iteracoes UPSO, mas apenas cerca de 1/19 do seu tempo de computacao. Tambem, HS revelou uma maior probabilidade de encontrar uma solucao melhor do que UPSO, mas com maior dispersao. No entanto, ambos dos algoritmos resolveram com sucesso o design para diferentes cenarios, mesmo quando o material do pia e a taxa de transferencia de calor e variada.