[发明专利]一种变密度高真空多层绝热结构的优化方法及系统

权利要求书

1.一种变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，包括：

将多层绝热材料的设计参数进行函数化表示，得到变密度多层绝热材料的待优化设计函数；

根据所述待优化设计函数，将所述变密度多层绝热材料的性能指标进行函数化表示，得到各个所述性能指标的仿真函数；所述性能指标包括厚度、层数、热流密度和反射屏温度；

基于穷举法，获取目标层数下不同厚度的所有的所述变密度多层绝热材料组合的设计参数矩阵；

基于所述仿真函数，根据所述设计参数矩阵确定获得目标层数条件下所有设计参数所对应的多层绝热材料的所述厚度和所述热流密度；

通过对所有设计参数所对应的多层绝热材料的所述厚度和所述热流密度进行比较筛选，获得筛选结果；所述筛选结果包括不同厚度下最优的热流密度的变密度多层绝热材料组合。

2.根据权利要求1所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，在所述通过对所有设计参数所对应的多层绝热材料的所述厚度和所述热流密度进行比较筛选，获得筛选结果，还包括：

根据预设厚度和预设层数确定所述筛选结果中确定绝热性能最优的变密度多层绝热材料组合。

3.根据权利要求1所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述将多层绝热材料的设计参数进行函数化表示，得到变密度多层绝热材料的待优化设计函数，包括：

将所述多层绝热材料的设计参数表示为基本设计单元的重复组合；所述基本设计单元的表达公式为e₁＝[0,1]，e₂＝[0,1,1]，e₃＝[0,1,1,1]，…e_n＝[0,1,1,1……1]；其中e_n为第n个基本设计单元，0代表反射屏，1代表间隔物；

根据所述基本设计单元的重复组合确定变密度多层绝热材料的待优化设计函数；所述待优化设计函数的公式为：F(p)＝[(e₁,p₁),(e₂,p₂),(e₃,p₃),…]；其中，F(p)为所述待优化设计函数；p_n为e_n的重复次数。

4.根据权利要求2所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述厚度的仿真函数为：D＝D[F(p)]；其中，D为所述变密度多层绝热材料的厚度。

5.根据权利要求3所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述层数的仿真函数为：N＝N[F(p)]；其中N为所述变密度多层绝热材料的层数。

6.根据权利要求3所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述热流密度的仿真函数为：q_t＝Q[F(p),T_c,T_h,p(T),K(T),E(T)]；其中，q_t为所述变密度多层绝热材料的热流密度，T_c为变密度多层绝热材料的冷边界温度，T_h为热边界温度，P(T)为层间压力函数，K(T)为间隔物导热系数函数，E(T)为发射率函数；所述热流密度是通过传热模型进行获取得到的。

7.根据权利要求6所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述反射屏温度的仿真函数为：T＝T[F(p),T_c,T_h,p(T),K(T),E(T)]；其中，T为所述变密度多层绝热材料的各个所述反射屏温度。

8.根据权利要求3所述的变密度高真空多层绝热结构的优化方法，其特征在于，所述设计参数矩阵的公式为[p]＝{p₁＝[0,N],p₂＝[0,N],…,p_n＝[0,N]}；其中，[p]为所述设计参数矩阵。