CN109815514A - 散热器换热性能仿真的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热器换热性能仿真的方法和系统。所述方法包括：获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的流体流动相关的拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；根据优化后的数学模型仿真散热器在对应工况点下的换热功率。本发明能够显著提高散热器换热性能仿真结果的准确度。

Description

散热器换热性能仿真的方法和系统

技术领域

本发明涉及冷却系统技术领域，特别是涉及散热器换热性能仿真的方法和系统。

背景技术

散热器是汽车冷却系统的核心部件，能保证在一定的冷却液和空气的温差下，在一定冷却液和空气流速的条件下形成固定的换热性能。散热器的换热性能是汽车冷却系统设计匹配中的关键参数。

目前，对于车辆散热器换热性能仿真，通常是通过散热器单品风洞实验。风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理，通过散热器单品风洞实验，在特定的空气流速和冷却液流量下得到不同的换热量的效果图，然后在散热器换热性能匹配中，在特定的冷却液流量、空气流速下查表得到散热器换热性能。然而，因为风洞试验中的空气流速和空气温度是均匀的，而实际整车情况下，空气流速和空气温度并非均匀的，并且难以针对不同类型的散热器有区别的进行仿真实验，因此传统散热器换热性能仿真方法无法准确仿真出车辆散热器的实际换热性能情况。

发明内容

基于此，本发明提供了散热器换热性能仿真的方法和系统，能够克服现有方法无法准确得出车辆散热器的实际换热性能的缺陷。

本发明实施例提供的方案包括：

一种散热器换热性能仿真的方法，包括：

获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息；根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；

将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型；

获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；

根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

在其中一个实施例中，根据优化后的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，包括：

获取散热器在各工况点下的速度场和温度场，根据所述散热器内冷却液的流向将所述速度场/温度场离散为多个速度场单元/温度场单元；

根据速度场和温度场的离散结果，将所述散热器离散处理为多个子散热器，每个子散热器分别对应一个速度场单元和一个温度场单元；

根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率；

根据全部子散热器的拟合换热功率，得到散热器在各工况点下的拟合换热功率。

在其中一个实施例中，根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率，包括：

根据所述散热器内冷却液的流向，确定多个子散热器的上下级关系；

按照子散热器的从上级到下级的顺序，依次根据优化后的数学模型计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率。

在其中一个实施例中，所述散热器的参数信息包括：芯体长度、芯体高度、芯体厚度、扁管宽度、扁管高度、扁管厚度、翅片高度、翅片波距、翅片厚度、翅片排数以及扁管排数；

在其中一个实施例中，所述散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息包括：散热器内的冷却液流速、空气流速、冷却液进口温度、冷却液进口温度和空气进口温度之间的温差、冷却液的动力粘度、空气的动力粘度、冷却液的密度、空气的密度、冷却液比热容、空气比热容、冷却液热导率以及冷却液热导率。

在其中一个实施例中，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数，包括：

计算各工况点下的冷却液侧的水力直径：

计算各工况点下的空气侧的水力直径：

计算各工况点下的冷却液侧的换热特征长度：

计算各工况点下的空气侧的换热特征长度：

h_air＝l_air；

计算各工况点下冷却液侧的雷诺数：

计算各工况点下空气侧的雷诺数：

计算各工况点下冷却液侧的普朗特数：

计算各工况点下空气的普朗特数：

其中，y为散热器的芯体长度，z为芯体高度，x为芯体厚度，x_tube为散热器的扁管宽度，z_tube为扁管高度，e_tube为扁管厚度，z_fin为散热器的翅片高度，p_fin为翅片波距，e_fin为翅片厚度，N_fin为翅片排数，N_tube为扁管排数；v_water为冷却液流速，v_air为空气流速，μ_water为冷却液的动力粘度，μ_air为空气的动力粘度，ρ_water为冷却液的密度，ρ_air为空气的密度；C_p1为冷却液比热容，C_p2为空气比热容，λ_water为冷却液热导率，λ_air为冷却液热导率。

在其中一个实施例中，所述用于拟合散热器换热功率的数学模型包括：

散热器冷却液侧的努赛尔数计算模型：

Nu_water＝αPr_water ^βRe_water ^γ

散热器空气侧的努赛尔数计算模型：

Nu_air＝αPr_air ^βRe_air ^γ

冷却液测换热面积计算模型：

A_water＝2((x_tube-2e_tube)+2(z_tube-2e_tube))yN_tube

空气测换热面积计算模型：

最小比热计算模型：c_pmin＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

最大比热计算模型：c_pmax＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

比热比计算模型：Cr＝c_{p min}/c_pmax

换热系数计算模型：

拟合换热功率计算模型：

其中，C_heat为散热器的换热系数，G为散热器材料热导率，Cr为比热比，P_sim为散热器的拟合换热功率，dm₁为散热器内冷却液的质量流量，dm₂为散热器外空气的质量流量；T_in1为空气的温度，T_in2为冷却液的温度，α，β，γ均为模型系数。

在其中一个实施例中，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型，包括：

采用最小二乘法进行拟合，求解出使err最小时模型系数α，β，γ：

err＝∑|P_sim-p_exp|/P_exp；

P_exp为散热器的实测换热功率，err为拟合换热功率与实测换热功率之间的误差。

一种散热器换热性能仿真的系统，包括：

参数准备模块，用于获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；

功率拟合模块，用于将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型；

模型优化模块，用于获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；

以及，性能仿真模块，用于根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的步骤。

实施上述实施例具有以下有益效果：根据散热器的参数信息以及风洞试验的工况点设置信息，通过预先构建的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，然后以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；根据优化后的数学模型可有效仿真散热器在各工况点下的换热功率。此外，上述实施例的方案，还能有效结合散热器材料、结构等参数信息拟合换热功率，因此能够有效提高散热器换热性能仿真的准确度。

附图说明

图1为一实施例的散热器换热性能仿真的方法的示意性流程图；

图2为一实施例的散热器扁管换热的简化物理模型图；

图3为另一实施例的散热器换热性能仿真的方法的示意性流程图；

图4为一实施例的散热器的速度场或温度场的云图示意图；

图5为一实施例的散热器的速度场或温度场的离散示意图；

图6为一实施例的散热器的离散示意图；

图7为一实施例的计算各个子散热器的拟合换热性能的原理示意图；

图8为一实施例的散热器换热性能仿真的系统的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或(模块)单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明各实施例中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。

图1为一实施例的散热器换热性能仿真的方法的示意性流程图；如图1所示，本实施例中的散热器换热性能仿真的方法包括步骤：

S11，获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息；根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数。

风洞试验时需要保证散热器冷却液进口温度和空气进口温度之间的温差稳定。可选地，冷却液进口流量不少于3个，冷却风速不少于3个，由此可得到一个MAP图。

车辆散热器一般包括进水室、出水室、连通所述进水室与所述出水室且相互间隔设置的多个扁管以及设置在多个所述扁管之间的散热翅片，所述进水室设置有进水口，所述出水室设置有出水口。在一实施例中，所述散热器的参数信息包括：芯体长度、芯体高度、芯体厚度、扁管宽度、扁管高度、扁管厚度、翅片高度、翅片波距、翅片厚度、翅片排数以及扁管排数。

在一实施例中，所述散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息包括：散热器内的冷却液流速、空气流速、冷却液进口温度、冷却液进口温度和空气进口温度之间的温差、冷却液的动力粘度、空气的动力粘度、冷却液的密度、空气的密度、冷却液比热容、空气比热容、冷却液热导率以及冷却液热导率。

S12，将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型。

其中，水力直径(hydraulic diameter)：是流体在管内流动中引入的，其目的是为了给非圆管流体流动确定一个合适的几何特征长度来计算其雷诺数。常用水力直径表示为四倍的管道横截面面积除以湿周。

普朗特数代表了热边界层与流动边界层的相对厚度，也就是流体中动量扩散与热量扩散能力的对比。雷诺数表征的是流体的流动状态，反映了流体的粘滞力与惯性力的对比。

S13，获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型。

本发明实施例中实测换热功率指的是整车环境下，散热器的实测换热功率，用于与实验环境下的拟合换热功率做对比，基于此优化实验环境下的用于拟合散热器换热功率的数学模型。

S14，根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

即根据优化后的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，作为散热器在对应工况点下的换热功率仿真结果。

通过上述步骤S13对拟合散热器换热功率的数学模型进行优化，可使得换热功率仿真结果最大化接近整车实际环境下的散热器换热性能检测，提高换热功率仿真的准确度。

通过上述实施例的散热器换热性能仿真方法，通过预先构建的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，然后以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；根据优化后的数学模型可有效仿真散热器在各工况点下的换热功率。相比现有的风洞实验方法，换热性能仅仅是以数表为载体，上述实施例的散热器换热性能仿真方法能有效结合物质流动、散热器材料和结构参数等信息拟合换热功率，因此可有效提高散热器换热性能仿真的准确度。

可选地，将散热器简化成以下管状结构，如图2，其中管道内为冷却液，管道外为空气，T_in1为空气的温度，T_in2为冷却液的温度，T_W1为空气与扁管交界处的温度，T_w2为冷却液与扁管交界处的温度，下面实施例将以此为基础，结合图3的流程图，对散热器换热性能仿真的方法进行具体说明。

在一实施例中，上述步骤S11中，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数的具体方式可包括：

计算各工况点下的冷却液侧的水力直径：

计算各工况点下的空气侧的水力直径：

计算各工况点下的冷却液侧的换热特征长度：

计算各工况点下的空气侧的换热特征长度：

h_air＝l_air；

计算各工况点下冷却液侧的雷诺数：

计算各工况点下空气侧的雷诺数：

计算各工况点下冷却液侧的普朗特数：

计算各工况点下空气的普朗特数：

其中，y为散热器的芯体长度，z为芯体高度，x为芯体厚度，x_tube为散热器的扁管宽度，z_tube为扁管高度，e_tube为扁管厚度，z_fin为散热器的翅片高度，p_fin为翅片波距，e_fin为翅片厚度，N_fin为翅片排数，N_tube为扁管排数；v_water为冷却液流速，v_air为空气流速，μ_water为冷却液的动力粘度，μ_air为空气的动力粘度，ρ_water为冷却液的密度，ρ_air为空气的密度；C_p1为冷却液比热容，C_p2为空气比热容，λ_water为冷却液热导率，λ_air为冷却液热导率。

进一步地，在一实施例中，上述步骤S12中涉及到的用于拟合散热器换热功率的数学模型具体包括：

散热器冷却液侧的努赛尔数计算模型：

Nu_water＝αPr_water ^βRe_water ^γ；

散热器空气侧的努赛尔数计算模型：

Nu_air＝αPr_air ^βRe_air ^γ；

冷却液测换热面积计算模型：

A_water＝2((x_tube-2e_tube)+2(z_tube-2e_tube))yN_tube

空气测换热面积计算模型：

最小比热计算模型：c_pmin＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

最大比热计算模型：c_pmax＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

比热比计算模型：Cr＝c_{p min}/c_pmax

换热系数计算模型：

拟合换热功率计算模型：

其中，Nu为努赛尔数，奴塞尔特数表征了流体对流换热能力的大小，不同的换热条件下，流体的换热能力不相同。C_heat为散热器的换热系数，G为散热器材料热导率，Cr为比热比，P_sim为散热器的拟合换热功率，dm₁为散热器内冷却液的质量流量，dm₂为散热器外空气的质量流量；T_in1为空气的温度，T_in2为冷却液的温度，α，β，γ均为模型系数。

进一步地，在一实施例中，上述步骤S13中，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型的具体实现过程包括：

采用最小二乘法进行拟合，求解出使err最小时模型系数α，β，γ：

err＝∑|P_sim-p_exp|/P_exp；

P_exp为散热器的实测换热功率，err为拟合换热功率与实测换热功率之间的误差。

通过上述实施例的优化过程，得到err最小时模型系数α，β，γ，进而能够得到散热器换热功率P_sim的表达式，进而得到散热器换热功率更准确的仿真结果。

在一实施例中，由于通常风洞试验中的空气流速和空气温度是均匀的，而实际整车情况下，空气流速和空气温度并非均匀的，因此，为了进一步提高散热器换热性能仿真结果的准确性，上述步骤S14中，根据优化后的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率的具体实现方式包括：获取散热器在各工况点下的速度场和温度场，根据所述散热器内冷却液的流向将所述速度场/温度场离散为多个速度场单元/温度场单元；根据速度场和温度场的离散结果，将所述散热器离散处理为多个子散热器，每个子散热器分别对应一个速度场单元和一个温度场单元；根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率；根据全部子散热器的拟合换热功率，得到散热器在各工况点下的拟合换热功率。

其中，散热器速度场和温度场可以通过计算机仿真和整车风速计和温度计实测得到，多个点形成云图的形式，可参考图4所示。散热器的速度场和温度场的离散效果具体参考图5所示，散热器的离散效果可参考图6所示。优先地，可将散热器和散热器速度场和温度场离散成相同的A×B的网格形式(图中为4×3单元)；对应地，对于散热器来说相当于离散为A×B的小散热器矩阵。

在根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率过程中，对于每一个速度场单元和温度场单元，分别用面积平均求出单元的平均温度和风速，以此计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率，其原理可参考图7所示。由图7可见，每个子散热器分别对应一个速度场单元和一个温度场单元，其中一个速度场单元和一个温度场单元可当做一个整体看待。

进一步地，在一优先实施例中，根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率，包括：根据所述散热器内冷却液的流向，确定多个子散热器的上下级关系；按照子散热器的从上级到下级的顺序，依次根据优化后的数学模型计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率。

例如，若冷却液的流向为从左到右，则图6中，标号为1、2、3的子散热器为第一级，标号为4、5、6的子散热器单元为第二级，以此类推。因此，先计算标号为1、2、3的子散热器在各工况点下的拟合换热功率，再计算标号为4、5、6的子散热器在各工况点下的拟合换热功率。

通过上述实施例，基于热力学相关定律，得到拟合散热器换热性能的数学模型；并基于散热器的冷却液流动方向与边界条件的关系，形成小散热器矩阵，根据小散热器之间的边界条件关系求解得到各个小散热器的性能，进而求得散热器整体的换热性能，该方法真实模拟了实际整车环境下速度场和温度场不均匀的情况，因此进一步提高了精度提高了换热性能仿真结果的准确度。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。此外，还可对上述实施例进行任意组合，得到其他的实施例。

基于与上述实施例中的散热器换热性能仿真的方法相同的思想，本发明还提供散热器换热性能仿真的系统，该系统可用于执行上述散热器换热性能仿真的方法。为了便于说明，散热器换热性能仿真的系统实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图8为本发明一实施例的散热器换热性能仿真的系统的示意性结构图；如图8所示，本实施例的散热器换热性能仿真的系统包括：

参数准备模块，用于获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；

功率拟合模块，用于将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型；

模型优化模块，用于获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；

以及，性能仿真模块，用于根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

基于上述实施例的散热器换热性能仿真的系统：功率拟合模块可根据散热器的参数信息以及风洞试验的工况点设置信息，基于与流体流动相关的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，然后通过模型优化模块以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；最后性能仿真模块根据优化后的数学模型可有效仿真散热器在各工况点下的换热功率。此外，上述实施例的散热器换热性能仿真的系统，通过参数准备模块还能有效结合散热器材料、结构等参数信息拟合换热功率，因此能够有效提高散热器换热性能仿真的准确度。

需要说明的是，上述示例的散热器换热性能仿真的系统的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

此外，上述示例的散热器换热性能仿真的系统的实施方式中，各程序模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述散热器换热性能仿真的系统的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各实施例的方法的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

据此，在一个实施例中还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种散热器换热性能仿真的方法。

此外，所述存储介质还可设置与一种计算机设备中，所述计算机设备中还包括处理器，所述处理器执行所述存储介质中的程序时，能够实现上述各实施例的方法的全部或部分步骤。

据此，在一个实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现如上述各实施例中的任意一种散热器换热性能仿真的方法。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，包括：

获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息；根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；

将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型；

获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；

根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

2.根据权利要求1所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，根据优化后的数学模型计算散热器在各工况点下的拟合换热功率，包括：

获取散热器在各工况点下的速度场和温度场，根据所述散热器内冷却液的流向将所述速度场/温度场离散为多个速度场单元/温度场单元；

根据速度场和温度场的离散结果，将所述散热器离散处理为多个子散热器，每个子散热器分别对应一个速度场单元和一个温度场单元；

根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率；

根据全部子散热器的拟合换热功率，得到散热器在各工况点下的拟合换热功率。

3.根据权利要求2所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，根据优化后的数学模型分别计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率，包括：

根据所述散热器内冷却液的流向，确定多个子散热器的上下级关系；

按照子散热器的从上级到下级的顺序，依次根据优化后的数学模型计算各个子散热器在各工况点下的拟合换热功率。

4.根据权利要求1至3任一所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，

所述散热器的参数信息包括：芯体长度、芯体高度、芯体厚度、扁管宽度、扁管高度、扁管厚度、翅片高度、翅片波距、翅片厚度、翅片排数以及扁管排数；

和/或，

所述散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息包括：

散热器内的冷却液流速、空气流速、冷却液进口温度、冷却液进口温度和空气进口温度之间的温差、冷却液的动力粘度、空气的动力粘度、冷却液的密度、空气的密度、冷却液比热容、空气比热容、冷却液热导率以及冷却液热导率。

5.根据权利要求4所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数，包括：

计算各工况点下的冷却液侧的水力直径：

计算各工况点下的空气侧的水力直径：

计算各工况点下的冷却液侧的换热特征长度：

计算各工况点下的空气侧的换热特征长度：

h_air＝l_air；

计算各工况点下冷却液侧的雷诺数：

计算各工况点下空气侧的雷诺数：

计算各工况点下冷却液侧的普朗特数：

计算各工况点下空气的普朗特数：

其中，y为散热器的芯体长度，z为芯体高度，x为芯体厚度，x_tube为散热器的扁管宽度，z_tube为扁管高度，e_tube为扁管厚度，z_fin为散热器的翅片高度，p_fin为翅片波距，e_fin为翅片厚度，N_fin为翅片排数，N_tube为扁管排数；v_water为冷却液流速，v_air为空气流速，μ_water为冷却液的动力粘度，μ_air为空气的动力粘度，ρ_water为冷却液的密度，ρ_air为空气的密度；C_p1为冷却液比热容，C_p2为空气比热容，λ_water为冷却液热导率，λ_air为冷却液热导率。

6.根据权利要求5所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，所述用于拟合散热器换热功率的数学模型包括：

散热器冷却液侧的努赛尔数计算模型：

Nu_water＝αPr_water ^βRe_water ^γ

散热器空气侧的努赛尔数计算模型：

Nu_air＝αPr_air ^βRe_air ^γ

冷却液测换热面积计算模型：

A_water＝2((x_tube-2e_tube)+2(z_tube-2e_tube))yN_tube

空气测换热面积计算模型：

最小比热计算模型：c_pmin＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

最大比热计算模型：c_pmax＝min(|dm₁c_p1|,|dm₂c_p2|)

比热比计算模型：Cr＝c_pmin/c_pmax

换热系数计算模型：

拟合换热功率计算模型：

其中，C_heat为散热器的换热系数，G为散热器材料热导率，Cr为比热比，P_sim为散热器的拟合换热功率，dm₁为散热器内冷却液的质量流量，dm₂为散热器外空气的质量流量；T_in1为空气的温度，T_in2为冷却液的温度，α，β，γ均为模型系数。

7.根据权利要求6所述的散热器换热性能仿真的方法，其特征在于，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型，包括：

采用最小二乘法进行拟合，求解出使err最小时模型系数α，β，γ：

err＝∑|P_sim-p_exp|/P_exp；

P_exp为散热器的实测换热功率，err为拟合换热功率与实测换热功率之间的误差。

8.一种散热器换热性能仿真的系统，其特征在于，包括：

参数准备模块，用于获取散热器的参数信息，获取散热器换热性能风洞试验的工况点设置信息，根据所述参数信息以及工况点设置信息，计算参与换热实验的物质在各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数和普朗特数；

功率拟合模块，用于将各工况点下的水力直径、换热特征长度、雷诺数以及普朗特数输入预先构建的用于拟合散热器换热功率的数学模型，获得通过所述数学模型计算得到的散热器在各工况点下的拟合换热功率；其中，所述数学模型为流体流动相关的数学模型；

模型优化模块，用于获取散热器在对应工况下的实测换热功率，以所述拟合换热功率与实测换热功率之间的误差最小为求解目标，优化所述数学模型；

以及，性能仿真模块，用于根据优化后的数学模型仿真散热器的换热功率。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8任一所述方法的步骤。