[发明专利]大型板式热沉的CFD结构优化方法

权利要求书

1.大型板式热沉的CFD结构优化方法，包括以下步骤：

第一，根据大型板式热沉的初步总体结构，确定出热沉管网的胀板单元的数量及其结构参数，结构参数包括胀板单元的数量、尺寸，汇总管的管径、一级支管管径、二级支管管径；

第二，运用Fluent系统对胀板单元进行三维建模和网格划分，再设置边界条件，仿真计算液氮在胀板单元内的流动换热情况，获取胀板单元的流量和压力损失的关系；

第三，运用Flowmaster系统建立一组胀板单元并联工作的一维计算模型，进行制冷介质在胀板单元组内的流量分配仿真计算，使用系统中的Discrete loss元件模拟胀板单元，使用piping元件模拟汇总管、一级支管，使用source:pressure作为热沉管网的入口压力边界，source:flow作为热沉管网的出口流量边界，使用节点nodes将这些元件连接起来成为一个完整的一维管网模型；计算采用Flowmaster软件中的一维稳态流动计算，制冷介质为液氮；边界条件为：进口为压力边界条件，出口为流量边界条件；将第二步得到的流量和压力损失数据输入到Flowmaster的阻力元件特性中，根据计算结果，获得热沉管网中所有胀板单元的流量分配；

第四，运用Fluent系统模拟液氮在胀板单元内的换热活动，得到单片胀板的流动换热数据；

第五，判断胀板单元的换热数据是否满足技术指标要求，如果满足，则确定大型板式热沉的总体结构；如果不满足，则依次需要修改热沉管网的参数，重复上述第二-第四步骤，直至胀板单元的温度场仿真计算满足要求。

2.如权利要求1所述的CFD结构优化方法，其中，流动换热数据包括温度分布云图。

3.如权利要求1所述的CFD结构优化方法，其中，所述参数为汇总管管径、一级支管管径、二级支管管径。

4.如权利要求1所述的CFD结构优化方法，其中，胀板单元的流量和压力损失的关系采用线性方程进行拟合，数据点至少3组，使用Flowmaster系统完成拟合。

5.如权利要求1-4任一项所述的CFD结构优化方法，其中，运用Fluent系统对胀板单元进行三维建模和网格划分，再设置边界条件，仿真计算制冷介质在胀板单元内的流动换热情况；首先，将ProE三维胀板模型导入到前处理软件Gambit，再进行四面体网格化分；导入到Fluent后,进行求解，使用湍流模型中的k-epsilon模型，材料设置中，胀板材料为不锈钢，流体介质为液氮，物性参数为：密度790kg/m³，边界条件：胀板单元的入口类型inlet；壁面为给定热流边界条件；出口选择outflow类型，运行软件并获得收敛结果后，得到胀板进口截面和出口截面的平均压力值。

6.如权利要求5所述的CFD结构优化方法，其中，将胀板进口截面和出口截面的平均压力值做减法，其绝对值即为在此进口速度条件下胀板单元的阻力损失，再进行至少另外两组不同入口速度下的数值仿真计算，最后得到至少三组不同入口速度下的压力损失。