【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微通道热沉粗糙表面构建，尤其涉及一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、随着先进技术的快速发展，包括航空航天和电子制造在内的众多行业对更高效、更紧凑的热交换器的需求日益增长。这使得换热元件趋向于高集成度和大功率化，同时设备单位面积的热负荷的增加，给电子设备的热管理带来了困难。电子元件内部持续的热量积累会降低设备的性能，甚至使其无法使用。微通道热交换器作为一种紧凑高效的换热设备，是解决高热流密度电子器件散热的有力工具。与此同时，微机电系统(mems)制造技术使得硅片上微通道的精确制造成为可能。
3、与光滑壁面微通道相比，粗糙微通道在微尺度内具有纹理或不规则表面。表面粗糙度引起流体流动中的湍流增强，并通过促进流体的有效混合和对流传热来增强传热性能；此外通道壁的粗糙度增加了传热的有效表面积，也提高了传热效率。压降方面，表面粗糙度可促进湍流，与层流相比，可降低总压降。这对于需要最大限度降低泵功率的应用来说至关重要。粗糙通道在相变传热方面也发挥着重要作用，粗糙表面有助于增加成核位点，促进沸腾等相变过程，还能够增强气泡的分离，从而改善两相体系中的热传递。改变微通道表面的粗糙度可优化流体的传热和传质，使其在传热效率和性能要求极高的各种应用中发挥重要作用。目前已有的微通道粗糙表面通常采用规则几何结构(如长方体、圆锥体和半球体等)的阵列分布方法所建立的粗糙表面模型具有周期性强的特点，这与工程实际中表面
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提供了一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法及系统，所述方案以常见的三角函数作为函数主体，通过引入随机数并实现多变量拓展，以一种简洁高效的方式实现三维随机粗糙表面构建；所述方案可以生成随机且不规则几何形态的粗糙表面，能够实现较高的粗糙水平，一定程度上满足了工程实际对粗糙表面的多样化需求；同时，所构建函数表面比例因子的调整能实现粗糙度水平的相对可控。
2、根据本专利技术实施例的第一个方面，提供了一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，包括：
3、获取待构建微通道热沉粗糙表面的边界范围；
4、基于获得的边界范围按照预设尺度进行网格划分；
5、基于划分后的网格坐标，采用预先构建的粗糙表面生成模型进行粗糙表面的生成，其中，所述粗糙表面生成模型为基于正弦函数和余弦函数，通过维度扩展并分别引入随机数以及粗糙表面比例因子后进行叠加生成的曲面函数。
6、进一步的，所述粗糙表面生成模型的构建具体为：
7、确定粗糙表面的基本波函数；其中，所述基本波函数采用正弦函数和余弦函数；
8、将基本波函数分别进行维度扩展并引入随机数，所述随机数包括预设范围内服从均匀分布的第一随机数和第二随机数，以及随机相位；
9、对维度扩展后的函数分别添加粗糙表面因子，并进行累加操作；
10、将累加操作后的函数进行叠加，整合为奇偶函数表达式，作为粗糙表面生成模型。
11、进一步的，所述将基本波函数分别进行维度扩展并引入随机数，具体表示如下：
12、
13、
14、其中，π为圆周率常量；l为微通道单元结构底面矩形的短边长度；随机数u、v在预设范围服从均匀分布，为随机相位，在[-π/2,π/2]上取值；x，y为网格的顶点坐标。
15、进一步的，所述对维度扩展后的函数分别添加粗糙表面因子，并进行累加操作，具体表示如下：
16、
17、
18、其中，a为粗糙表面比例因子，n为累加算法执行次数。
19、进一步的，所述粗糙表面生成模型具体表示如下：
20、
21、进一步的，所述基于划分后的网格坐标，采用预先构建的粗糙表面生成模型进行粗糙表面的生成，具体为：将网格顶点数据作为自变量导入粗糙表面生成模型，获得每个顶点对应的粗糙表面高度值；基于每个顶点的坐标及其对应的高度值生成网格曲面，进而得到粗糙表面轮廓。
22、进一步的，所述粗糙表面的边界范围的获取，具体为：通过测量仪获取矩形微通道结构单元的底面边界值，基于所述底面边界值确定边界范围。
23、根据本专利技术实施例的第二个方面，提供了一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建系统，包括：
24、边界获取单元，其用于获取待构建微通道热沉粗糙表面的边界范围；
25、网格划分单元，其用于基于获得的边界范围按照预设尺度进行网格划分；
26、粗糙表面生成单元，其用于基于划分后的网格坐标，采用预先构建的粗糙表面生成模型进行粗糙表面的生成，其中，所述粗糙表面生成模型为基于正弦函数和余弦函数，通过维度扩展并分别引入随机数以及粗糙表面比例因子后进行叠加生成的曲面函数。
27、根据本专利技术实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法。
28、根据本专利技术实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
30、本专利技术提供了一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法及系统，所述方案以常见的三角函数作为函数主体，通过引入随机数并实现多变量拓展，以一种简洁高效的方式实现三维随机粗糙表面构建；所述方案可以生成随机且不规则几何形态的粗糙表面，能够实现较高的粗糙水平，一定程度上满足了工程实际对粗糙表面的多样化需求；同时，所构建函数表面比例因子的调整能实现粗糙度水平的相对可控。
31、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述粗糙表面生成模型的构建具体为：
3.如权利要求2所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述将基本波函数分别进行维度扩展并引入随机数，具体表示如下：
4.如权利要求2所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述对维度扩展后的函数分别添加粗糙表面因子，并进行累加操作，具体表示如下：
5.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述粗糙表面生成模型具体表示如下：
6.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述基于划分后的网格坐标，采用预先构建的粗糙表面生成模型进行粗糙表面的生成，具体为：将网格顶点数据作为自变量导入粗糙表面生成模型，获得每个顶点对应的粗糙表面高度值；基于每个顶点的坐标及其对应的高度值生成网格曲面，进而得到粗糙表面轮廓。
7.如
8.一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述粗糙表面生成模型的构建具体为：
3.如权利要求2所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述将基本波函数分别进行维度扩展并引入随机数，具体表示如下：
4.如权利要求2所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述对维度扩展后的函数分别添加粗糙表面因子，并进行累加操作，具体表示如下：
5.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述粗糙表面生成模型具体表示如下：
6.如权利要求1所述的一种基于三角函数的微通道热沉粗糙表面构建方法，其特征在于，所述基于划分后的网格坐标，采用预先构建的粗糙表面生成模型进行粗糙表面的生成，具体为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹群，王振宇，崔峥，邵卫，商学硕，
申请(专利权)人：山东高等技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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