[发明专利]保护镜内腔结构优化方法和装置

权利要求书

1.一种保护镜内腔结构优化方法，所述方法包括：

获取保护镜内腔中切割气体的流场空间模型，流场空间是一个封闭的几何体；

利用所述流场空间模型建立所述切割气体的流体动力学分析模型；

对所述流体动力学分析模型进行计算，得到相应的流场参数和气流图像；

若所述流场参数和气流图像不满足预设要求，则对所述保护镜内腔的结构进行改进，得到改进后的保护镜内腔，利用改进后的保护镜内腔重复执行所述获取保护镜内腔中切割气体的流场空间模型的步骤，计算出改进后的流场参数和改进后的气流图像，将改进后的流场参数与改进前的流场参数进行比较，并且将改进后的气流图像与改进前的气流图像进行比较，若改进后的流场参数大于改进前的流场参数，并且改进后的气流图像中的气流分布比改进前的气流图像中的气流分布更为均匀，则表示改进后的保护镜内腔结构更接近预设要求，再次对改进后的保护镜内腔进行计算直到得到满足预设要求的流场参数和气流图像，将满足预设要求的流场参数和气流图像的改进后的保护镜内腔结构确定为优化后的保护镜内腔结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述流场空间模型建立所述切割气体的流体动力学分析模型的步骤包括：

在所述流场空间模型上划分流体动力学分析网格；

利用所述流体动力学分析网格定义切割气体的材料属性；

定义所述流体动力学分析模型的多个模型参数和压力边界条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流场参数包括质量流率，所述对所述流体动力学分析模型进行计算得到相应的流场参数和气流图像的步骤包括：

对所述流体动力学分析模型进行计算，直至所述流体动力学分析模型收敛；

分别提取质量流率和切割气体的多个气流图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述气流图像包括气流迹线图、气流速度分布图、气流密度分布图中的至少一项，其中，气流速度分布图包括保护镜内腔下方截面的气流速度分布图和保护镜内腔出气口截面的气流速度分布图，气流密度分布图包括保护镜内腔下方截面的气流密度分布图和保护镜内腔出气口截面的气流密度分布图。

5.一种保护镜内腔结构优化装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取保护镜内腔中切割气体的流场空间模型，流场空间是一个封闭的几何体；

建模模块，用于利用所述流场空间模型建立所述切割气体的流体动力学分析模型；

计算模块，用于对所述流体动力学分析模型进行计算，得到相应的流场参数和气流图像,利用改进后的保护镜内腔重复执行所述获取保护镜内腔中切割气体的流场空间模型的步骤，计算出改进后的流场参数和改进后的气流图像；

优化模块，用于若所述流场参数和气流图像不满足预设要求，则对所述保护镜内腔的结构进行改进，得到改进后的保护镜内腔，将改进后的流场参数与改进前的流场参数进行比较，并且将改进后的气流图像与改进前的气流图像进行比较，若改进后的流场参数大于改进前的流场参数，并且改进后的气流图像中的气流分布比改进前的气流图像中的气流分布更为均匀，则表示改进后的保护镜内腔结构更接近预设要求，再次对改进后的保护镜内腔进行计算直到得到满足预设要求的流场参数和气流图像，将满足预设要求的流场参数和气流图像的改进后的保护镜内腔结构确定为优化后的保护镜内腔结构。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述建模模块还用于在所述流场空间模型上划分流体动力学分析网格；利用所述流体动力学分析网格定义切割气体的材料属性；定义所述流体动力学分析模型的多个模型参数和压力边界条件。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述流场参数包括质量流率，所述计算模块还用于对所述流体动力学分析模型进行计算，直至所述流体动力学分析模型收敛；分别提取质量流率和切割气体的多个气流图像。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气流图像包括气流迹线图、气流速度分布图、气流密度分布图中的至少一项，其中，气流速度分布图包括保护镜内腔下方截面的气流速度分布图和保护镜内腔出气口截面的气流速度分布图，气流密度分布图包括保护镜内腔下方截面的气流密度分布图和保护镜内腔出气口截面的气流密度分布图。