امروزه کاربرد بهینه سازی در فرآیندهای صنعتی و طراحی مهندسی بر کسی پوشیده نیست. با کاهش مداوم مواد اولیه و افزایش هزینه های تولید، اهمیت این شاخه به طور روز افزونی در حال افزایش می باشد. از جمله ی کاربردهای بهینه سازی می توان به استفاده از تکنیک های بهینه سازی در طراحی تجهیزات الکترونیکی در معرض شار حرارتی اشاره نمود. وسایل الکتریکی در زندگی روزمره نقش قابل توجهی دارند و کاربرد قابل اطمینان و طول عمر این وسایل رابطه ی مستقیمی با دمای کارکرد این تجهیزات دارند، به طوری که پایین نگاه داشتن دمای کارکرد این تجهیزات از جمله مهمترین هدفهای شرکتهای سازنده آنها می باشد. هدف از این تحقیق بررسی عددی و یافتن مقداری کمینه برای حداکثر دمای منبع گرم به ازای اندازه های مختلف منبع حرارتی گرم وسرد، و دیگر پارامترهای مختلف حاکم بر مسئله در جریان جابجایی آزاد و درون یک محفظه ی مربعی دو بعدی می باشد. در پایان نامه حاضر علاوه بر بررسی و بهینه سازی مکان منبع گرم ، به بهینه سازی مکان منبع سرد نیز پرداخته می شود. همچنین در بخش بهینه سازی ،پس از مقایسه ی کارایی دو الگوریتم بهینه سازی ژنتیک و الگوریتم بهینه سازی به روش گروه ذرات، از الگوریتم مناسب تر برای بهینه سازی مسئله استفاده شده است. در نهایت نیز مسئله مورد بررسی توسط شبکه عصبی مدل شده و مدل بدست آمده توسط الگوریتم بهینه سازی منتخب در مرحله قبل بهینه می شود. نتایج بدست آمده در این پایان نامه نشان داده است که الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات از نظر همگرایی کارایی بالاتری نسبت به الگوریتم ژنتیک کلاسیک دارا می باشد. همچنین بکارگیری رهیافت ترکیبی شبکه عصبی و الگوریتم بهینه سازی باعث کاهش قابل ملاحظه زمان لازم برای فرایند بهینه سازی می شود.