基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，包括如下步骤：S1.1.在变流器的模型中选取需要优化的目标，并对所述目标进行参数化建模，得到三维参数化模型；S1.2.提取所述三维参数化模型中预设区域的几何信息，修改配置参数使得能够输出非几何信息，并输出中间文件；S1.3.根据所述中间文件搭建优化流程，构建CFD热仿真模型，提取需要优化的参数化尺寸变量，确定优化目标和约束条件；S1.4.执行优化，得到优化后的几何参数。具有解决了传统设计中存在的多学科分离问题，可同时充分考虑不同学科的设计要求，大大降低大功率变流器的设计周期，降低设计成本等优点。

Multidisciplinary optimization design method of converter based on multi-physical field coupling

【技术实现步骤摘要】
基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法
本专利技术涉及一种变流器设计
，尤其涉及一种基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法。
技术介绍
随着现代工业的不断发展，对变流柜的要求越来越高，体积小、热耗大的新型变流柜逐渐成为市场需求的主流，而小体积，大功耗的变流柜必须要求有良好的散热设计。器件过热势必降低变流柜产品可靠性和安全性，进而导致高昂的设计成本。为了确保变流柜整机系统的可靠性，工程师需要使用仿真工具来确保变流柜产品良好的散热设计。变流柜产品的迅速更新需要工程师具有便捷的热设计能力，工程师可以需要通过仿真标准电子组件来建立变流柜的真实热模型，同时进行快速计算，得到产品的热特性分布。在得到变流柜热特性分布的前提下，能够通过仿真工具，对产品进行优化设计，建立优化平台，实现产品的快速优化仿真。目前，能馈变流器的整体简图如图1所示。能馈变流器主要采用风冷的散热形式，变流器的热源主要集中在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和电抗器等模块，散热器通过基本与主要热源IGBT模块连接，将热量传导到散热翅片上。在变流器通风系统的出风口有风扇采用吸风的方式，迫使外部气流通过进气隔栅，流经电抗器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.1.在变流器的模型中选取需要优化的目标，并对所述目标进行参数化建模，得到三维参数化模型；S1.2.提取所述三维参数化模型中预设区域的几何信息，修改配置参数使得能够输出非几何信息，并输出中间文件；S1.3.根据所述中间文件搭建优化流程，构建CFD热仿真模型，提取需要优化的参数化尺寸变量，确定优化目标和约束条件；S1.4.执行优化，得到优化后的几何参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.1.在变流器的模型中选取需要优化的目标，并对所述目标进行参数化建模，得到三维参数化模型；S1.2.提取所述三维参数化模型中预设区域的几何信息，修改配置参数使得能够输出非几何信息，并输出中间文件；S1.3.根据所述中间文件搭建优化流程，构建CFD热仿真模型，提取需要优化的参数化尺寸变量，确定优化目标和约束条件；S1.4.执行优化，得到优化后的几何参数。2.根据权利要求1所述的基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，其特征在于：还包括步骤：S1.A.构建变流器的模型，并进行初始化；S1.B.进行热分析，得到温度场分布与流场分布的数据文件；S1.C.根据所述数据文件判断所述变流器是否满足设计需求，当不满足时执行步骤S1.1。3.根据权利要求2所述的基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，其特征在于：其特征在于，在步骤S1.4之后，还包括步：根据所述步骤S1.4得到的几何参数，修改所述步骤S1.A中的模型，并再次执行所述步骤S1.A至S1.C。4.根据权利要求3所述的基于多物理场耦合的变流器多学科优化设计方法，其特征在于：步骤S1.A中所述初始化包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉斌，张祥，翁星方，林文彪，谢湘剑，孙林，师蒙招，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43