基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法和装置，所述方法包括：根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到弯折类微通道结构的无量纲特征参数；通过数值模拟法，根据弯折类微通道结构，得到流动传热参数；根据流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型，所述方法能够提高流动传热模型的普适性和建模速度，从而简化换热器的设计难度。的设计难度。的设计难度。

【技术实现步骤摘要】
基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法和装置


[0001]本专利技术涉及微小换热通道结构
，尤其涉及一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法和装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业制造水平的提升，以印刷电路板式换热器为主的紧凑式换热器逐渐走向应用阶段。印刷电路板式换热器的基本换热单元是微通道结构，然而目前使用广泛的弯折类微通道结构种类多、可选参数范围广，每种结构参数的组合都会产生一种新的弯折类微通道结构，已知微通道的流动传热特性并不适用，通过实验测量手段建立的流动传热模型的建模速度较慢，从而导致换热器的设计难度较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的在于提供一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，能够提高流动传热模型的普适性和建模速度，从而简化换热器的设计难度。本专利技术的另一个目的在于提供一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建装置。本专利技术的再一个目的在于提供一种计算机可读介质。本专利技术的还一个目的在于提供一种计算机设备。
[0004]为了达到以上目的，本专利技术一方面公开了一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，包括：根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到弯折类微通道结构的无量纲特征参数；通过数值模拟法，根据弯折类微通道结构，得到流动传热参数；根据流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型。
[0005]优选的，根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：对弯折类微通道结构进行特征化处理，得到弯折类微通道结构的多个特征三角形；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数。
[0006]优选的，特征三角形包括通道特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括流道宽度、偏折角和纵向节距，无量纲特征参数包括流道特征参数；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据流道宽度、偏折角和纵向节距，对通道特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到流道特征参数。
[0007]优选的，特征三角形包括肋墙特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括肋墙
宽度、偏折角和纵向节距，无量纲特征参数包括肋墙特征参数；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据肋墙宽度、偏折角和纵向节距，对肋墙特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到肋墙特征参数。
[0008]优选的，特征三角形包括圆角特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括圆角半径和纵向节距，无量纲特征参数包括圆角特征参数；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据圆角半径和纵向节距，对圆角特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到圆角特征参数。
[0009]优选的，结构参数包括偏折角，无量纲特征参数包括偏折特征参数；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：将偏折角的正弦值确定为偏折特征参数。
[0010]优选的，无量纲特征参数包括流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，流动传热半经验关系式包括连续型关系式和间断型关系式；根据流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型，包括：若弯折类微通道结构的类型为连续型，根据流动传热参数、流道特征参数和圆角特征参数，对连续型关系式进行拟合计算，得到连续型微通道常系数；根据连续型微通道常系数和连续型关系式，得到连续型弯折类微通道结构对应的流动传热模型；若弯折类微通道结构的类型为间断型，根据流动传热参数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，对间断型关系式进行拟合计算，得到间断型微通道常系数；根据间断型微通道常系数和间断型关系式，得到间断型弯折类微通道结构对应的流动传热模型。
[0011]优选的，流动传热参数包括对流换热特性、流动阻力特性、雷诺数和普朗特数；在根据流动传热参数、流道特征参数和圆角特征参数，对连续型关系式进行拟合计算，得到连续型微通道常系数之前，还包括：通过初等函数，建立对流换热特性与雷诺数、普朗特数、流道特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，以及流动阻力特性与雷诺数、流道特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，得到连续型关系式。
[0012]优选的，流动传热参数包括对流换热特性、流动阻力特性、雷诺数和普朗特数；在根据流动传热参数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，对间断型关系式进行拟合计算，得到间断型微通道常系数之前，还包括：通过初等函数，建立对流换热特性与雷诺数、普朗特数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，以及流动阻力特性与雷诺数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，得到间断型关系式。
[0013]优选的，在根据流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型之后，还包括：获取目标雷诺数和目标普朗特数；通过流动传热模型，根据目标雷诺数和目标普朗特数，生成目标对流换热特性和目标流动阻力特性。
[0014]本专利技术还公开了一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建装置，包括：特征提取单元，用于根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到弯折类微通道结构的无量纲特征参数；数值模拟单元，用于通过数值模拟法，根据弯折类微通道结构，得到流动传热参数；拟合单元，用于根据流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型。
[0015]优选的，特征提取单元，具体用于对弯折类微通道结构进行特征化处理，得到弯折类微通道结构的多个特征三角形；根据弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成弯折类微通道结构的无量纲特征参数。
[0016]优选的，特征三角形包括通道特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括流道宽度、偏折角和纵向节距，无量纲特征参数包括流道特征参数；特征提取单元，具体用于根据流道宽度、偏折角和纵向节距，对通道特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到流道特征参数。
[0017]优选的，特征三角形包括肋墙特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括肋墙宽度、偏折角和纵向节距，无量纲特征参数包括肋墙特征参数；特征提取单元，具体用于根据肋墙宽度、偏折角和纵向节距，对肋墙特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到肋墙特征参数。
[0018]优选的，特征三角形包括圆角特征三角形和流动特征三角形，结构参数包括圆角半径和纵向节距，无量纲特征参数包括圆角特征参数；特征提取单元，具体用于根据圆角半径和纵向节距，对圆角特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到圆角特征参数。
[0019]优选的，结构参数包括偏折角，无量纲特征参数包括偏折特征参数；特征提取单元，具体用于将偏折角的正弦值确定为偏折特征参数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数；通过数值模拟法，根据所述弯折类微通道结构，得到流动传热参数；根据所述流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型。2.根据权利要求1所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述根据预设的弯折类微通道结构进行特征提取，得到所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：对所述弯折类微通道结构进行特征化处理，得到所述弯折类微通道结构的多个特征三角形；根据所述弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数。3.根据权利要求2所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述特征三角形包括通道特征三角形和流动特征三角形，所述结构参数包括流道宽度、偏折角和纵向节距，所述无量纲特征参数包括流道特征参数；所述根据所述弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据所述流道宽度、偏折角和纵向节距，对所述通道特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到流道特征参数。4.根据权利要求2所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述特征三角形包括肋墙特征三角形和流动特征三角形，所述结构参数包括肋墙宽度、偏折角和纵向节距，所述无量纲特征参数包括肋墙特征参数；所述根据所述弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据所述肋墙宽度、偏折角和纵向节距，对所述肋墙特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到肋墙特征参数。5.根据权利要求2所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述特征三角形包括圆角特征三角形和流动特征三角形，所述结构参数包括圆角半径和纵向节距，所述无量纲特征参数包括圆角特征参数；所述根据所述弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：根据所述圆角半径和纵向节距，对所述圆角特征三角形和流动特征三角形进行相似比计算，得到圆角特征参数。6.根据权利要求2所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述结构参数包括偏折角，所述无量纲特征参数包括偏折特征参数；所述根据所述弯折类微通道结构的结构参数和多个特征三角形，生成所述弯折类微通道结构的无量纲特征参数，包括：将所述偏折角的正弦值确定为偏折特征参数。
7.根据权利要求1所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述无量纲特征参数包括流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，所述流动传热半经验关系式包括连续型关系式和间断型关系式；所述根据所述流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型，包括：若所述弯折类微通道结构的类型为连续型，根据所述流动传热参数、流道特征参数和圆角特征参数，对所述连续型关系式进行拟合计算，得到连续型微通道常系数；根据所述连续型微通道常系数和连续型关系式，得到连续型弯折类微通道结构对应的流动传热模型；若所述弯折类微通道结构的类型为间断型，根据所述流动传热参数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，对所述间断型关系式进行拟合计算，得到间断型微通道常系数；根据所述间断型微通道常系数和间断型关系式，得到间断型弯折类微通道结构对应的流动传热模型。8.根据权利要求7所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述流动传热参数包括对流换热特性、流动阻力特性、雷诺数和普朗特数；在所述根据所述流动传热参数、流道特征参数和圆角特征参数，对所述连续型关系式进行拟合计算，得到连续型微通道常系数之前，还包括：通过初等函数，建立所述对流换热特性与雷诺数、普朗特数、流道特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，以及所述流动阻力特性与雷诺数、流道特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，得到连续型关系式。9.根据权利要求7所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，所述流动传热参数包括对流换热特性、流动阻力特性、雷诺数和普朗特数；在所述根据所述流动传热参数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数，对所述间断型关系式进行拟合计算，得到间断型微通道常系数之前，还包括：通过初等函数，建立所述对流换热特性与雷诺数、普朗特数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，以及所述流动阻力特性与雷诺数、流道特征参数、肋墙特征参数和圆角特征参数之间的函数关系，得到间断型关系式。10.根据权利要求1所述的基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法，其特征在于，在所述根据所述流动传热参数和无量纲特征参数，对构建的流动传热半经验关系式进行拟合，得到流动传热模型之后，还包括：获取目标雷诺数和目标普朗特数；通过所述流动传热模型，根据所述目标雷诺数和目标普朗特数，生成目标对流换...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘睿龙，黄彦平，臧金光，刘光旭，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：