一种环路热管辐射散热翼结构优化设计方法和装置

本发明书散热器优化设计，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。

背景技术：

1、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。

2、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

1、本发明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。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、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：

4、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；

5、步骤2、根据所述优化设计目标函数，确定优化约束条件；

6、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；

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、本发明还提供一种环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，包括：

12、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；

13、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；

14、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；

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、本发明具有如下有益效果如下：

20、(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。

技术特征：

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：

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。

5.一种环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，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。

7.如权利要求6所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，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。

8.如权利要求7所述的环路热管辐射散热翼结构优化设计装置，其特征在于，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。

技术总结
本发明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。

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
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15