[发明专利]用于相变储热器性能强化的纵向翅片结构快速优化方法

权利要求书

1.一种用于相变储热器性能强化的纵向翅片结构快速优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)根据相变储热器的横截面结构及尺寸，构建计算域，并对计算域以及冷/热源边界进行离散化处理，将冷/热源边界离散为点；生成空白的第一数据库和第二数据库；

(b)选取合适坐标系，将计算域内的网格点中心坐标和离散后的冷/热源边界点坐标输出，存储在第一数据库中；

(c)根据给定的翅片用量和基本形状，设置智能优化算法的相应参数，包括种群数、设计变量、变量变化范围；其中设计变量为n-1个翅片参数，剩余1个翅片结构参数由给定的翅片无量纲面积S₀计算得出，S₀＝翅片横截面面积/储热器横截面面积；

(d)通过智能优化算法生成初始种群，种群中包含a个个体，个体中的变量即为翅片的n-1个参数；

(e)在初始种群中选取第i个个体，其中i为1；

(f)判断第i个个体中的变量是否已经存在于第二数据库中，若不存在，继续执行步骤(g)；若存在则直接执行步骤(i)；

(g)对纵向翅片的剩余结构参数进行求解，求解结束后，将纵向翅片完整结构参数输出到第二数据库中；

(h)计算相变材料到纵向翅片和冷/热源的最小距离d_sum；

(i)判断步骤(f)中的个体数i是否小于种群中的个体总数a；若ia，则将i加1后重复执行步骤(f)到步骤(i)；若i≥a，则以第二数据库中的相变材料到纵向翅片和冷/热源边界的最小距离作为智能优化算法的目标函数，对其进行适应度值评估；若满足终止准则，则结束优化过程，并输出最佳个体变量和剩余翅片结构参数；若不满足终止准则，则产生新的一代种群，进而重复实施步骤(e)到步骤(i)，直到满足终止准则；

步骤(c)中，计算剩余1个翅片结构参数的步骤包括：

首先给定一个初始假定的因变量值X₀，利用蒙特卡洛方法，对翅片的无量纲面积进行计算；若通过蒙特卡洛计算得到的翅片无量纲面积S_m与给定的翅片无量纲面积S₀之间的差异小于给定误差值R，则剩余的翅片结构参数为X₀；若通过蒙特卡洛计算得到的翅片无量纲面积S_m与给定的翅片无量纲面积S₀之间的差异大于给定误差值，则将因变量值X₀乘以相应的系数C后继续通过蒙特卡洛计算翅片的无量纲面积，若S_mS₀，则0C1；若S_mS₀，则1C，直至通过蒙特卡洛计算得到的翅片无量纲面积S_m与给定的翅片无量纲面积S₀之间的差异小于给定误差值。

2.根据权利要求1所述的一种用于相变储热器性能强化的纵向翅片结构快速优化方法，其特征在于，利用蒙特卡洛方法计算翅片的无量纲面积的步骤包括：

首先根据翅片的结构参数，假定一个能够将翅片包含在内的规则虚拟区域，并根据翅片的结构参数在该虚拟区域内划分出翅片区；然后在虚拟区域均匀产生k个落点；通过统计翅片区域内的落点数k_f，获得一个翅片区域获得落点的概率如方程(1)所示；产生的落点数k越大，翅片区域的落点概率越趋近于翅片的无量纲面积S_m；当落点数k足够大时，翅片的无量纲面积S_m则约等于翅片区域的落点概率如方程(2)所示；