CN112784455B - 基于重整化的热仿真数值计算方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种基于重整化的热仿真数值计算方法、装置及电子设备。数值计算复杂材料导热性能的核心是计算收敛的温度场，该过程需要大量的计算资源。本发明通过重整化群的多尺度变换获得一系列和目标导热材料结构相似的简化结构，基于最简结构的仿真温度场，结合元胞仿真函数，对简化结构温度场映射和计算，可以快速收敛得到导热材料的仿真温度场，基于仿真温度场可以计算材料的导热性能。相比于传统的数值计算方法，本发明可提升仿真温度场几十甚至上百倍的收敛速度。
Description
技术领域
本发明涉及数值仿真技术领域，尤其涉及一种基于重整化的热仿真数值计算方法、装置及电子设备。
背景技术
工业设计过程中，经常需要利用仿真软件，对不同材料结构进行仿真模拟，通过仿真模拟来获得目标结构对应的功能属性，常用的仿真模拟有：热仿真、流场仿真、力学仿真等。仿真模拟的手段是数值计算方法，常用的数值计算方法为：有限元法、有限体积法、有限差分法、格子玻尔兹曼方法等。仿真模拟的过程是：对目标物体进行网格划分，在此基础上，通过数值计算方法不断迭代计算，直到获得收敛的物理场，利用收敛物理场计算出目标物体的功能属性。通常来说网格划分的越细致，则仿真模拟的精度越高，但网格节点增加，相应的计算量会增加，收敛速度会变慢，所需要的计算时间也会变长。仿真模拟过程的绝大部分时间，消耗在物理场的迭代计算。
由于导热材料的应用在各种生活领域中，使得热仿真最常用的仿真模拟。随着工业的不断发展，热结构越来越复杂，为了准确对导热材料进行仿真模拟，划分网格越来越细致，数量也越来越多，同样消耗的计算资源和时间成本越来越大。
仿真模拟同样是数值孪生的重要组成部分，而时效性是数值孪生重要特征，但是当功能结构比较复杂时，目前仿真模拟的计算速度很难达到需要。
为获得复杂结构的热性能，目前对加快仿真模拟计算速度方法，通常是对有限元法、有限体积法、有限差分法、格子玻尔兹曼方法等数值计算方法的优化改造，虽然可以提升计算速度，但提升程度有限。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于重整化的热仿真数值计算方法、装置及电子设备，以解决对复杂结构的数值仿真时，存在计算量大、收敛慢、时间成本高的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种基于重整化的热仿真数值计算方法，包括：
网格划分步骤，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体视为元胞结构的集合体；
重整化步骤，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；
第一仿真温度场计算步骤，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的温度边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真温度场；
映射温度场计算步骤，用于从第N级开始，基于第n级的仿真温度场，其中0<n≤N，采用映方式获得第n-1级的映射温度场；
第二仿真温度场计算步骤，用于设置第n-1级温度场初始值为所述的映射温度场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真温度场；
迭代步骤，用于重复映射温度场计算步骤和第二仿真温度场计算步骤，直至获得目标物体的仿真温度场；
计算步骤，用于基于所述仿真温度场，计算目标物体的导热性能。
第二方面，本发明实施例提供一种基于重整化的热仿真数值计算装置，包括：
网格划分模块，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体视为元胞结构的集合体；
重整化模块，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；
第一仿真物理场计算模块，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的仿真边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真物理场；
映射物理场计算模块，用于从第N级开始，基于第n级的仿真物理场，其中0<n≤N，采用映方式获得第n-1级的映射物理场；
第二仿真物理场计算模块，用于设置第n-1级物理场初始值为所述的映射物理场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真物理场；
迭代模块，用于重复映射物理场计算模块和第二仿真物理场计算模块，直至获得目标物体的仿真物理场；
计算模块，用于基于所述仿真温度场，计算目标物体的导热性能。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
根据以上技术方案，本发明的有益效果如下：
1、热仿真时，若目标物体的结构复杂时，为准确仿真其物理性质，需要更细致的网格划分，这就造成划分后单元格数量庞大，因此迭代计算其仿真温度场时，会耗费大量计算资源和时间成本。本发明通过对目标物体的重整化，获得一系列结构特征相似的逐级简化的结构，随着层级的增加，结构越来越简单，对应仿真所需的单元格数量也越来越少，同时意味着获得对应仿真温度场的计算量越少。本发明首先计算最简结构的仿真温度场，然后逐级映射得到目标物体的映射温度场，因为目标物体的映射温度场和仿真温度场及其相似，在映射温度场基础上进行数值仿真，可快速得到目标物体的仿真温度场。通过重整化和映射，本发明将目标物体仿真温度场的前期迭代计算，转嫁到简化结构的仿真物理场的计算中，以此达到降低计算量的效果。
2、当仿真目标物体结构复杂时，在有限计算资源下，一般会通过粗化网格来减少单元格数量，以此达到降低计算量目的，但是这样的方式会导致数值仿真精度的丢失。相比于传统的热仿真流程，本发明通过重整化群和温度场的逐级映射，需要的计算资源比较少，因此不需要对复杂结构进行粗化网格处理，因此可准确获得复杂结构的物理属性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中目标物体重整化和温度场映射的示意图；
图2为本发明实施例提供一种基于重整化的热仿真数值计算方法的流程图；
图3为本发明实施例中二元二维导热材料重整化的示意图；
图4为本发明实施例中尺度3*3的二元二维材料的部分元胞结构图；
图5为本发明实施例中基于“少数服从多数”的重整化规则的归并结果示意图；
图6为本发明实施例中某目标物体的重整化示意图；
图7为本发明实施例中通过高层级结构单元格的温度值，映射出低层级元胞结构的温度场图；
图8为本发明实施例提供一种基于重整化的热仿真数值计算装置的框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一般热仿真模拟是直接对目标物体进行网格划分，再采用有限体积、有限差分等方法，不断迭代计算，获得目标物体的仿真温度场，即如图1中所示的传统热仿真模拟方法，直接对目标物体进行仿真模拟得到对应的仿真温度场。本发明则从“结构相似物体的仿真温度场也相似”的角度出发，通过重整化群的多尺度变换获得一系列结构相似的简化结构，基于最简化结构的仿真温度场，结合元胞仿真函数，逐级映射，获得和目标物体仿真温度场极度相似的映射温度场，在映射温度场基础上进行数值计算，可以快速收敛得到目标物体的仿真温度场，具体形式如图1的基于重整化群的热仿真模拟所示。下面通过实施例对本申请多进一步详细的说明。
实施例1：
如图2所示，本发明实施例提供一种基于重整化的热仿真数值计算方法，该方法包括如下步骤：
网格划分步骤S101，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体也可视为元胞结构的集合体；
元胞是由有限单元格组成形状固定的简单集合体，其维度、材料属性和目标物体相同。元胞尺度远小于目标物体尺度，因此，被网格划分后的目标物体，即可以看作单元格的集合体，也可以看作元胞的集合体。元胞的设置主要是尺度，当尺度确定时，对应的元胞数量也就确定了。
以计算二元二维导热材料的有效导热系数计算为例说明。如图3中的第0级为二元导热材料的图片，其中材料1(灰色)导热系数100W/(m·K)，材料2(灰色)导热系数为1W/(m·K)，图片的像素为729*729，计算该结构的有效导热系数。根据图片像素对目标物体进行网格划分，其元胞维度为2，单元格材料种类为2，若设置尺度为3，则一共有256个元胞单元格，如图4是部分元胞结构，其中白色表示材料1，灰色表示材料2。
重整化步骤S102，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；
重整化群本质是对目标物体进行粗化处理，以得到和目标物体结构相似的简化结构，其基础是元胞和重整化规则。重整化规则是将一个元胞规整化为一个单元格，常用的规则为“少数服从多数”，图5中尺度为3的二维元胞结构，采用“少数服从多数”的规则进行重整化结果。S102的具体步骤如下：
S2.1、设n大于等于0且小于N，从0级开始，将第n级结构，按照元胞的尺度划分为不同元胞的组合。
S2.2、按照前置步骤的重整化规则，将第n级结构中的每一个元胞，规整为一个单元格，以此，得到第n+1级结构。
S2.3、n＝n+1。
S2.4、重复步骤S2.1—S2.3，依次得到第1、2、…N级结构,N的值并不固定，其范围在2-7之间。基于重整化，第1-N级结构逐级简化，但都和第0级相似的结构。如图6为某结构物体的重整化示意图。
N为最简结构的等级，是人为设置的量，如图3，导热材料的重整化，其N值为3。
第一仿真物理场计算步骤S103，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的仿真边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真温度场；
映射温度场计算步骤S104，用于从第N级开始，基于第n级的仿真温度场，其中0<n≤N，采用映方式获得第n-1级的映射温度场，具体包括以下子步骤：
S4.1、固定能量传递方向，选取第n级结构的某一单元格为目标单元格，将目标单元格在预定方向上相邻的两个单元格的温度值，分别作为其高温边界ml、低温边界mr；
S4.2、第n级的任意一个目标单元格，都对应第n-1级的一个元胞结构，从元胞仿真函数表中选取该元胞对应的元胞仿真函数η；
S4.3、元胞仿真函数η结合高温度边界ml、低温度边界mr，采用公式1-5目标单元格对应的元胞的温度分布。
mi,j＝ηi,j·(ml-mr)+mr 0<i,j≤x (1-5)
S4.4、重复上述步骤，根据第n级结构每一个单元格温度值，计算对应第n-1级结构的元胞的温度分布，第n-1级每个单元格的温度值共同组成映射温度场。
如图7中固定能量传递方向为v方向，选取第n级结构的u＝2、v＝2的单元格为目标单元格，其物理值为m2,2＝82K，高温度边界ml＝m2,1,低温度边界mr＝m2,1。第n级结构的u＝2、v＝2的单元格，对应第n-1级的元胞为黑框所示，该结构为元胞d，通过查表可获得元胞d的仿真函数η。按照公式(1-5)计算出目标单元格对应元胞的温度分布，即为图7中第n-1级结构中元胞内部的值；
上述，物理场映射的过程中，元胞仿真函数是关键的技术手段。一个元胞对应一个元胞仿真函数，具体计算方式为：
1.1、选取任意元胞结构，设置左边界为高温边界，值为ml，右边界为低温边界，值为mr，其余边界为绝缘边界，计算该元胞的温度场M；
1.2二维元胞的每个单元格温度值为mi，j，则基于元胞的仿真结果，采用如下公式计算每个单元格仿真系数，
三维元胞的每个单元格温度值为mi，j，k，则基于元胞的仿真结果，采用如下公式计算每个单元格仿真系数；
1.3每个单元格仿真系数，只和其位置相关，所有的单元格系数组成为元胞仿真函数：
二维元胞仿真函数形式为：
η＝f(i，j) 0＜i，j≤x (1-3)
三维元胞仿真函数形式为：
η＝f(i，j，k) 0＜i，j，k≤x (1-4)
上式中x是元胞的尺度。
1.4采用上述步骤，计算出每一个元胞对应的元胞函数η，制作元胞仿真函数表。
例如，设置左边界为高温度边界(mr＝100K)，右边界为低温度边界(m1＝OK)，如图4中的元胞结构根据步骤1.1和1.2，计算元胞仿真函数表η为：
| 元胞 | a | b | c | d | e | f | g | h |
| i＝1，j＝1 | 0.859 | 0.651 | 0.908 | 0.973 | 0.661 | 0.995 | 0.747 | 0.829 |
| i＝1，j＝2 | 0.864 | 0.924 | 0.992 | 0.961 | 0.972 | 0.961 | 0.867 | 0.829 |
| i＝1，j＝3 | 0.859 | 0.868 | 0.995 | 0.995 | 0.881 | 0.973 | 0.993 | 0.829 |
| i＝2，j＝1 | 0.574 | 0.076 | 0.751 | 0.922 | 0.078 | 0.624 | 0.469 | 0.500 |
| i＝2，j＝2 | 0.624 | 0.435 | 0.678 | 0.599 | 0.401 | 0.599 | 0.485 | 0.500 |
| i＝2，j＝3 | 0.574 | 0.545 | 0.520 | 0.624 | 0.376 | 0.922 | 0.499 | 0.500 |
| i＝3，j＝1 | 0.209 | 0.027 | 0.356 | 0.339 | 0.027 | 0.119 | 0.223 | 0.171 |
| i＝3，j＝2 | 0.247 | 0.111 | 0.182 | 0.028 | 0.039 | 0.028 | 0.120 | 0.171 |
| i＝3，j＝3 | 0.209 | 0.186 | 0.008 | 0.119 | 0.005 | 0.339 | 0.007 | 0.171 |
第二仿真物理场计算步骤S105，用于设置第n-1级温度场初始值为所述的映射温度场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真温度场；
迭代步骤S106，重复映射温度场计算步骤和第二仿真温度场计算步骤，直至获得目标物体的仿真温度场。
计算步骤S107，基于上述目标物体的仿真温度场，计算目标物体的导热性能。
在传统仿真模拟方法中，为准确计算上述材料的有效导热系数，需绘制729*729个节点，然后采用有限体积法等数值计算方法不断迭代计算，相同计算资源下，传统方法所需的计算时间为117min，有效导热系数计算结果为68.87W/(m·K)。而本发明计算的导热系数为68.260W/(m·K)，执行步骤耗费的时间为83.2s。即相同配置下，本发明计算所需时间仅为传统仿真模拟方法的1.2％，计算结果相差0.7％。
本发明实施例通过重整化群的多尺度变换获得一系列和目标导热材料结构相似的简化结构，基于最简结构的仿真温度场，结合元胞仿真函数，对简化结构温度场映射和计算，可以快速收敛得到导热材料的仿真温度场，基于仿真温度场可以计算材料的导热性能。相比于传统的数值计算方法，本发明可提升仿真温度场几十甚至上百倍的收敛速度。
实施例2：
图8为本发明实施例提供的一种基于重整化的热仿真数值计算装置的框图，该装置可以执行任意本发明任意实施例所提供的一种基于重整化的热仿真数值计算方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。如图8所示，该装置包括：
网格划分模块901，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体视为元胞结构的集合体；
重整化模块902，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；
第一仿真物理场计算模块903，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的仿真边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真物理场；
映射物理场计算模块904，用于从第N级开始，基于第n级的仿真物理场，其中0<n≤N，采用映方式获得第n-1级的映射物理场；
第二仿真物理场计算模块905，用于设置第n-1级物理场初始值为所述的映射物理场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真物理场；
迭代模块906，用于重复映射物理场计算模块和第二仿真物理场计算模块，直至获得目标物体的仿真物理场。
计算模块907，用于基于所述仿真温度场，计算目标物体的导热性能。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相应的，本申请还提供本发明实施例提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的一种基于重整化的热仿真数值计算方法。
相应的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述的一种基于重整化的热仿真数值计算方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，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，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于重整化的热仿真数值计算方法，其特征在于，包括：
网格划分步骤，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体视为元胞结构的集合体；
所述元胞是由有限单元格组成形状固定的集合体；
重整化步骤，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；具体步骤如下：设n大于等于0且小于N，从0级开始，将第n级结构，按照元胞的尺度划分为不同元胞的组合；按照前置步骤的重整化规则，将第n级结构中的每一个元胞，规整为一个单元格，以此，得到第n+1级结构，n＝n+1；重复前述内容，依次得到第1、2、…N级结构,N的值不固定，其范围在2-7之间；基于重整化，第1-N级结构逐级简化，但都和第0级相似的结构，所述N为最简结构的等级，是人为设置的量；
第一仿真温度场计算步骤，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的温度边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真温度场；
映射温度场计算步骤，用于从第N级开始，基于第n级的仿真温度场，其中0<n≤N，采用映射方式获得第n-1级的映射温度场；具体包括：选取第n级结构的一单元格为目标单元格，将目标单元格在预定方向上相邻的两个单元格的温度值分别作为高温度值边界ml、低温度值边界mr；第n级结构的目标单元格对应第n-1级的一个元胞结构，从元胞仿真函数表中选取该元胞结构对应的元胞仿真函数η；元胞仿真函数η结合高温度值边界ml、低温度值边界mr，计算出目标单元格对应元胞结构的温度分布；遍历第n级结构每一个单元格，重复前述内容，计算出第n-1级结构每个单元格的温度，这些单元格的温度值共同组成映射温度场；
第二仿真温度场计算步骤，用于设置第n-1级温度场初始值为所述的映射温度场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真温度场；
迭代步骤，用于重复映射温度场计算步骤和第二仿真温度场计算步骤，直至获得目标物体的仿真温度场；
计算步骤，用于基于所述仿真温度场，计算目标物体的导热性能。
2.根据权利要求1所述的基于重整化的热仿真数值计算方法，其特征在于，元胞仿真函数表的获取通过以下步骤实现：
步骤2.1、选取任意元胞结构，设该元胞结构的左边界为高温度边界，值为ml，右边界为低温度边界，值为mr，其余边界为绝缘边界，在该边界条件下，对选取的元胞结构进行数值仿真，计算该元胞结构的温度场M，其中元胞结构的温度场M是由元胞结构的单元格温度值组成，每个单元格温度记为mi,j，其中i、j是单元格在元胞中的位置；
步骤2.2、基于实际传热过程，每个单元格温度应处于ml和mr之间，以高、低温度边界的温差为标准尺度，mi,j和mr之间差值与标准尺度的比值为单元格系数；
步骤2.3、计算元胞结构每个单元格对应的单元格系数，所有的单元格系数组合为元胞仿真函数，形式为η＝f(d)，其中d为单元格处于元胞结构的位置为二维或三维；
步骤2.4、对所有的元胞结构都采用上述步骤2.1-步骤2.3得到元胞仿真函数表。
3.一种基于重整化的热仿真数值计算装置，其特征在于，包括：
网格划分模块，用于对目标物体进行网格划分，得到单元格集合体，其中每个单元格只有一种材料属性，该集合体表征目标物体，网格划分后的目标物体视为元胞结构的集合体；所述元胞是由有限单元格组成形状固定的集合体；
重整化模块，用于将目标物体作为第0级结构，从第0级开始，逐级重整化，获得一系列的层级结构，当获得第N级结构后，重整化结束，其中N为正整数；具体步骤如下：设n大于等于0且小于N，从0级开始，将第n级结构，按照元胞的尺度划分为不同元胞的组合；按照前置步骤的重整化规则，将第n级结构中的每一个元胞，规整为一个单元格，以此，得到第n+1级结构，n＝n+1；重复前述内容，依次得到第1、2、…N级结构,N的值不固定，其范围在2-7之间；基于重整化，第1-N级结构逐级简化，但都和第0级相似的结构，所述N为最简结构的等级，是人为设置的量；
第一仿真物理场计算模块，用于对第N级结构，设置和目标物体相同的仿真边界条件，在该边界条件下，计算第N级结构的仿真物理场；
映射物理场计算模块，用于从第N级开始，基于第n级的仿真物理场，其中0<n≤N，采用映射方式获得第n-1级的映射物理场；具体包括：选取第n级结构的一单元格为目标单元格，将目标单元格在预定方向上相邻的两个单元格的温度值分别作为高温度值边界ml、低温度值边界mr；第n级结构的目标单元格对应第n-1级的一个元胞结构，从元胞仿真函数表中选取该元胞结构对应的元胞仿真函数η；元胞仿真函数η结合高温度值边界ml、低温度值边界mr，计算出目标单元格对应元胞结构的温度分布；遍历第n级结构每一个单元格，重复前述内容，计算出第n-1级结构每个单元格的温度，这些单元格的温度值共同组成映射物理场；
第二仿真物理场计算模块，用于设置第n-1级物理场初始值为所述的映射物理场，设置和目标物体相同的仿真边界条件，计算第n-1级的仿真物理场；
迭代模块，用于重复映射物理场计算模块和第二仿真物理场计算模块，直至获得目标物体的仿真物理场；
计算模块，用于基于所述仿真物理场，计算目标物体的导热性能。
4.根据权利要求3所述的基于重整化的热仿真数值计算装置，其特征在于，元胞仿真函数表的获取通过以下步骤实现：
步骤4.1、选取任意元胞结构，设该元胞结构的左边界为高温度边界，值为ml，右边界为低温度边界，值为mr，其余边界为绝缘边界，在该边界条件下，对选取的元胞结构进行数值仿真，计算该元胞结构的温度场M，其中元胞结构的温度场M是由元胞结构的单元格温度值组成，每个单元格温度记为mi,j，其中i、j是单元格在元胞中的位置；
步骤4.2、基于实际传热过程，每个单元格温度应处于ml和mr之间，以高、低温度边界的温差为标准尺度，mi,j和mr之间差值与标准尺度的比值为单元格系数；
步骤4.3、计算元胞结构每个单元格对应的单元格系数，所有的单元格系数组合为元胞仿真函数，形式为η＝f(d)，其中d为单元格处于元胞结构的位置为二维或三维；
步骤4.4、对所有的元胞结构都采用上述步骤4.1-步骤4.3得到元胞仿真函数表。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-2任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述方法的步骤。
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