一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置，包括以下步骤：步骤1、建立环路热管辐射散热翼重量最小化优化设计目标函数；步骤2、根据所述优化设计目标函数，确定优化约束条件；步骤3、根据优化约束条件，构建代理模型对所述环路热管辐射散热翼性能评估模型进行替换，得到优化设计变量输入与性能计算值输出的性能约束函数；步骤4、根据所述性能约束函数，通过所述的优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，得出优化设计结果。采用本发明专利技术技术方案，考虑设计性能评估的约束影响，给出安全且轻质的环路热管辐射散热翼结构优化设计。构优化设计。构优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置


[0001]本专利技术书散热器优化设计
，尤其涉及一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置。

技术介绍

[0002]节约质量是空间辐射散热器设计的基本原则，而空间辐射散热器作为空间核电源热排放系统的关键部件，占据了热排放系统的相当一部分质量，因此需要关注在符合散热要求的条件下，辐射散热器的重量优化问题。
[0003]在设计研究中，辐射散热器冷凝管路结构参数的改变，会影响辐射散热翼散热面板的温度分布，进而影响辐射散热翼的整体散热性能，最终会对系统运行参数造成较大影响。因而需要考虑设计过程中不同结构参数输入条件下辐射散热器系统运行参数的性能约束。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0006]一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、建立环路热管辐射散热翼重量最小化优化设计目标函数；
[0008]步骤2、根据所述优化设计目标函数，确定优化约束条件；
[0009]步骤3、根据优化约束条件，构建代理模型对所述环路热管辐射散热翼性能评估模型进行替换，得到优化设计变量输入与性能计算值输出的性能约束函数；
[0010]步骤4、根据所述性能约束函数，通过所述的优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，得出优化设计结果。
[0011]作为优选，优化设计目标函数的参数包含：环路热管冷凝管线的流程布置结构参数、环路热管冷凝管线及矩形辐射散热面板几何参数。
[0012]作为优选，所述优化约束条件包括：优化设计变量的边界约束以及优化设计变量输入下环路热管辐射散热翼性能评估模型的性能约束限值。
[0013]作为优选，步骤4中，通过优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，利用元启发式算法进行迭代优化设计，最终得出优化设计结果；其中，所述元启发式算法的适应度函数采用罚函数法设计，所述的适应度函数包括优化设计目标函数与性能约束函数。
[0014]本专利技术还提供一种环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，包括：
[0015]构建模块，用于建立环路热管辐射散热翼重量最小化优化设计目标函数；
[0016]确定模块，用于根据所述优化设计目标函数，确定优化约束条件；
[0017]处理模块，用于根据优化约束条件，构建代理模型对所述环路热管辐射散热翼性能评估模型进行替换，得到优化设计变量输入与性能计算值输出的性能约束函数；
[0018]设计模块，用于根据所述性能约束函数，通过所述的优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，得出优化设计结果。
[0019]作为优选，优化设计目标函数的参数包含：环路热管冷凝管线的流程布置结构参数、环路热管冷凝管线及矩形辐射散热面板几何参数。
[0020]作为优选，所述优化约束条件包括：优化设计变量的边界约束以及优化设计变量输入下环路热管辐射散热翼性能评估模型的性能约束限值。
[0021]作为优选，设计模块通过优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，利用元启发式算法进行迭代优化设计，最终得出优化设计结果；其中，所述元启发式算法的适应度函数采用罚函数法设计，所述的适应度函数包括优化设计目标函数与性能约束函数。
[0022]本专利技术具有如下有益效果如下：
[0023](1)构建了优化设计参数与环路热管辐射散热翼性能输出响应的性能约束函数代理模型，并将代理模型与元启发式算法相结合的优化设计方法，能够解决多次调用环路热管辐射散热翼性能评估模型程序计算耗时长的问题；(2)考虑了设计性能评估的约束影响，对环路热管辐射散热翼的结构进行优化设计，使其在设计变量可行域内对应的目标质量最小。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例考虑设计性能评估的环路热管辐射散热翼结构优化设计方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例环路热管辐射散热器各组成构件；其中：1、蒸发器；2、主毛细芯；3、蒸汽管线；4、冷凝管线；5、液体管线；6、矩形辐射散热面板；7、引液管；8、储液器。
[0027]图3为本专利技术实施例中优化设计变量选取示意。
[0028]图4为本专利技术实施例中不同的优化设计变量输入时环路热管辐射散热翼性能评估模型计算结果。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0031]实施例1：
[0032]本专利技术实施的考虑设计性能评估的环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，所述的环路热管辐射散热翼为环路热管辐射散热器中的一部分构件，如图2所示，环路热管辐射
散热器各组成构件包括蒸发器、主毛细芯、蒸汽管线、冷凝管线、液体管线、矩形辐射散热面板、引液管、储液器，所述的环路热管辐射散热翼包括环路热管冷凝管线和矩形辐射散热面板；
[0033]下面以考虑系统运行温度不超安全限的性能约束，进行环路热管辐射散热翼优化设计为例，对本专利技术的优化设计方法进行说明。如图1所示，所述优化设计方法包括如下步骤：
[0034]步骤1：建立环路热管辐射散热翼重量最小化设计目标，优化设计参数包括环路热管冷凝管线的流程布置结构参数、环路热管冷凝管线及矩形辐射散热面板几何参数。
[0035]所述的环路热管冷凝管线的流程布置结构参数，分别为回液管与辐射散热面板左侧边距x1、进液管回路与回液管边距x2、进液管与辐射散热面板右侧边距x3、进液管与辐射散热面板顶部边距x4、进液管回路y轴方向上长度x5；所述的环路热管冷凝管线及矩形辐射散热面板几何参数，包括环路热管冷凝管线内外径、辐射散热面板径向长度X，辐射散热面板轴向长度Y，辐射散热面板厚度D；
[0036]本专利技术实施例中对所述的设计参数进行参数敏感性分析和独立性检验，如图3所示，选取回液管与辐射散热面板左侧边距x1、进液管回路与回液管边距x2、进液管与辐射散热面板右侧边距x3、进液管与辐射散热面板顶部边距x4、进液管回路y轴方向上长度x5为优化设计变量对辐射散热翼质量M0进行优化。本专利技术实施例中优化设计目标函数可表示如下：M0(x1,x2,x3,x4,x5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立环路热管辐射散热翼重量最小化优化设计目标函数；步骤2、根据所述优化设计目标函数，确定优化约束条件；步骤3、根据优化约束条件，构建代理模型对所述环路热管辐射散热翼性能评估模型进行替换，得到优化设计变量输入与性能计算值输出的性能约束函数；步骤4、根据所述性能约束函数，通过所述的优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，得出优化设计结果。2.如权利要求1所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，其特征在于，优化设计目标函数的参数包含：环路热管冷凝管线的流程布置结构参数、环路热管冷凝管线及矩形辐射散热面板几何参数。3.如权利要求1所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，其特征在于，所述优化约束条件包括：优化设计变量的边界约束以及优化设计变量输入下环路热管辐射散热翼性能评估模型的性能约束限值。4.如权利要求3所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计方法，其特征在于，步骤4中，通过优化设计目标函数及优化约束条件构建优化模型，利用元启发式算法进行迭代优化设计，最终得出优化设计结果；其中，所述元启发式算法的适应度函数采用罚函数法设计，所述的适应度函数包括优化设计目标函数与性能约束函数。5.一种环路热...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏庚磊，周涛，焦广慧，王晨阳，张博文，孙觊琳，张元东，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：