【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流体仿真数值求解，涉及一种用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法。
技术介绍
1、在sip的封装技术中，热设计是非常关键的，决定着封装模块的合理设计、工作性能和可靠性。因此，研究和改进sip封装模块热分析的方法具有重要的意义。计算机建模技术和有限元分析方法可以大大的缩短热问题研究测试的周期，已经成为热分析研究中一种重要的研究方法。有限元方法研究热问题需要建立精确的几何模型，并选择合适的网格剖分方法。只有合适的网格剖分方法，才能有助于有限元方法求解计算出较为精确的结果。通常情况，在使用有限元方法进行热分析时，研究者有至少40％的时间花费在网格剖分前处理的过程。虽然网格剖分结果越精细越好，但是过多的网格数目会给计算机带来较大的计算压力。sip封装模块内部包含有各种异构元件的异形体，对其采用结构性网格剖分结果并不理想。因此，非结构性网格剖分是对sip封装模块进行有限元热分析前处理的重要过程，国内外的研究者从21世纪初开始对非结构性网格剖分技术做了大量的研究工作，提出了众多的剖分的方案。
2、常见的非结构性网格剖分方法主要有两种，分为基于有限元软件的网格剖分方法和基于几何变形法的改进网格生成算法。传统的方法是针对有限元软件内置的算法对复杂模型进行网格剖分所导致的网格剖分质量不高的问题，采用手动调节有限元软件参数来提高网格剖分质量。传统的方法一般利用hypermesh手动切割划分成较为规整的几何体后，再对模型进行2d网格剖分，最后的3d网格剖分需要借于引导线和引导面合成；其中使用workbench的mesh模
3、而基于几何变形法的改进网格生成算法，不同的专家使用的算法各不相同。比如威斯康辛大学密尔瓦基分校的wang等提出一种基于八叉树细分法的四面体网格算法。这种算法以改进构建标准四面体的方法实现了对几何表面四面体边界的提取，并通过二面角测试，验证了四面体网格的质量。该团队利用此种算法开发出了一种适用于人机交互的可视化网格剖分软件。广岛大学的团队提出了一种基于几何变形法的改进网格生成方法。这种方法将包含六面体和圆柱体的复杂几何对象进行变形，基于树形调整方法，在不同的边界面上用相同的节点数目，把复杂几何划分成多个区域进行网格划分。2011年浙江大学的高曙明团队提出了一种直接网格编辑的方法，在几何模型限定的修改区域内进行网格剖分。以网格元素作为参考依据，结合扫频运算和布尔运算重新构建几何体。在新构建几何体和几何原形以及网络元素之间实现节点重新定位，使得构建的网格与几何原形尽量地贴合，能够直接实现复杂几何特征模型的网格生成。南京大学赵佳宝团队首先使用一种法向量变换计算的方法把二维图形的边界轮廓进行扩张，然后结合骨骼蒙皮控制点优化权重的voronoi算法对二维图形内部的点进行采样，最后使用delaunay三角形网格剖分的方法实现了对二维图形的网格剖分，获得了比原voronoi算法质量更好的三角形网格剖分结果。但是以上的网格剖分方法在多区域关键的交界面上所生成的节点数目差异很大，而sip封装模块内部又是芯片堆叠、交界面复杂且结构多变。因此以上的网格剖分方法用于sip封装模块内部的复杂温度场热分析方法都不够准确。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的网格剖分方法用于sip封装模块内部的复杂温度场热分析时准确度不高的技术问题，提供一种用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术提供了一种用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，包括：
4、建立sip系统级封装模块内部场域的几何模型；
5、采用delaunay方法对所述几何模型进行初步表面三角形网格处理，得到三角形网格几何模型；
6、采用快速非支配排序遗传算法nsga-ⅱ，对要生成的四面体网格的最大体积、四面体网格边界的最大曲率和四面体网格生成算法的迭代次数进行参数寻优，得到四面体网格的参数；
7、基于三角形网格几何模型的点云和四面体网格的参数，引导生成几何模型的四面体网格几何模型；建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场并判断框架场是否为奇异性限制场；
8、若框架场为奇异性限制场，则基于四面体网格几何模型和框架场生成六面体网格几何模型，完成网格剖分优化；
9、若框架场不是奇异性限制场，通过匹配参数调整和对不合适的奇异边进行折叠的方法将框架场转化为奇异性限制场，再基于四面体网格几何模型和框架场生成六面体网格几何模型，完成网格剖分优化。
10、本专利技术的进一步改进在于：
11、所述采用快速非支配排序遗传算法nsga-ⅱ，对四面体网格的最大体积、四面体网格边界的最大曲率和四面体网格生成算法的迭代次数进行参数寻优的具体步骤包括：
12、设置不同的权值，通过线性加权法将多个目标函数转化为单目标函数，求出相应单目标函数下的最优解，得到大小为n0的非劣解集；
13、随机产生初始种群m0，将所述大小为n0的非劣解集和初始种群m0合并，得到总的初始种群p0，对总的初始种群p0进行非劣分层处理，每一层个体共享指定的适应度，然后选择优秀的种群个体进行交叉和变异操作，产生新的种群q0，令t＝0，得到qt和pt；
14、将pt和qt合并，得到新的种群wt，wt的大小为2n，对wt进行快速非劣排序，产生非劣前端f1，f2，f3；
15、采用精英保存策略，将非劣前端f1中的点放入新种群pt+1，若pt+1的个体数量小于n，则添加非劣前端f2中的个体，直至添加到fi时，新种群pt+1大小超过n；根据拥挤比较算子，选择fi中最好的一部分个体添加到新种群pt+1中，使新种群pt+1的大小等于n；
16、对新种群pt+1执行选择，并对选择个体进行交叉和变异操作，得到子代种群qt+1；
17、令t＝t+1，若满足终止条件，则结束该过程，否则，转到所述将pt和qt合并，得到新的种群wt的步骤继续执行。
18、所述建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场并判断框架场是否为奇异性限制场的具体步骤包括：
19、在四面体网格几何模型中，当四面体i和四面体j共享相同的三角形，则四面体i和四面体j的框架场的接近度匹配矩阵为：
20、
21、其中，g表示奇点框架场能够互相转换的置换对称组，[xi|yi|zi]表示四面体i的框架场向量矩阵，[xj|yj|zj]表示四面体j的框架场向量矩阵，||·||f表示f的范德蒙矩阵，i和j表示两个不同的四面体网格；
22、四面体网格的框架场奇异性跟四面体网格的边有关，四面体网格的边跟邻近其他四面体网格之间匹配连接关系为：
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述采用快速非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ，对四面体网格的最大体积、四面体网格边界的最大曲率和四面体网格生成算法的迭代次数进行参数寻优的具体步骤包括：
3.根据权利要求1所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场并判断框架场是否为奇异性限制场的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场后，对所述框架场进行光滑优化处理。
5.根据权利要求4所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述对所述框架场进行光滑优化处理的具体步骤包括：
6.根据权利要求5所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述匹配参数调整的具体步骤包括：
7.根据权利要
8.根据权利要求1所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述基于四面体网格几何模型和框架场生成六面体网格几何模型的具体步骤包括：
9.根据权利要求1所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述对四面体网格几何模型的网格进行体积参数化包括以下步骤：
10.根据权利要求1所述的用于SiP封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述对体积参数化的结果采用自适应舍入误差修正算法进行取整处理具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述采用快速非支配排序遗传算法nsga-ⅱ，对四面体网格的最大体积、四面体网格边界的最大曲率和四面体网格生成算法的迭代次数进行参数寻优的具体步骤包括：
3.根据权利要求1所述的用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场并判断框架场是否为奇异性限制场的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述建立四面体网格几何模型中的每两个四面体网格之间的框架场后，对所述框架场进行光滑优化处理。
5.根据权利要求4所述的用于sip封装模块热分析的网格剖分优化方法，其特征在于，所述对...
【专利技术属性】
技术研发人员：周熙炜，李春浩，程焱，张琨，王彬宇，李龙春，仝倩，杨模，黄世方，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。