随着电子产品体积减小,内部元件集成化程度日益提高,当产品内部产生大量热量时,能否将热量及时散出,决定了产品的性能和使用寿命,因而高效散热是电子产品进一步发展的关键技术。因为生热集中、散热空间有限,对电子元件进行强制对流散热的传统方式已无法满足实际散热要求,解决的有效途径是把高导热材料形成的散热通道敷设于元器件表面或直接嵌入元器件内部,将热量快速导出至外界环境,从而有效解决空间限制和散热效率的问题。将结构拓扑优化设计技术应用到散热通道设计,可以有效解决复杂传热问题,得到合理的散热通道拓扑形态。但现有的传热结构拓扑优化设计得到的散热通道形态过于复杂,存在棋盘格、灰度单元等数值不稳定现象,影响设计结果的实际工程应用。本文针对现有传热结构拓扑优化设计方法中的问题,基于对植物根系成长、分歧、退化机理的研究,提出了一种新型传热结构自适应拓扑优化准则法,重点研究内容有:研究了适用于传热结构自适应拓扑优化问题的基结构构建技术,建立了二维板结构在均匀热载荷工况、集中热载荷工况下的基结构以及三维壳结构的基结构;采用库恩-塔克(Kuhn-Tucker,KKT)最优准则条件求解优化数学模型,推导最优准则法的优化迭代公式;以散热弱度最小为优化目标,以杆单元截面积为设计变量,对典型的二维和三维传热结构设计问题进行了散热通道分布设计,并将设计结果与COMSOL软件优化结果进行对比,验证了提出方法的正确性;分析设计变量初始值、惩罚系数、体积约束因子等迭代公式中的关键参数对设计结果的影响,为实际工程中参数取值提供参考范围;研究结果表明,提出的传热结构自适应拓扑优化准则法可以应用于二维、三维传热结构设计,产生的散热通道形态简单清晰,能满足散热性能,且优化过程收敛速度快,克服了现有传热结构拓扑优化方法产生的数值不稳定问题;基于VB高级程序设计语言,对ANSYS软件二次开发,设计出具有良好用户交互界面、操作简单便捷的传热结构自适应拓扑优化设计软件,进一步提高传热结构自适应拓扑优化准则法的适用性。