CN113742999B - 印刷电路板式换热器设计方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法及装置，该方法包括：基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向。本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法及装置，基于在换热板上设置多个肋片，通过人工鱼群算法和流体动力学，得到肋片数量、位置、方向等设计和计算，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布，能够从全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，强化换热能力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。

Description

印刷电路板式换热器设计方法及装置
技术领域
本发明涉及换热器设计技术领域，尤其涉及一种印刷电路板式换热器设计方法及装置。
背景技术
换热器是进行热量交换的通用设备，广泛应用于石油化工、船舶、海洋工程、航空航天、核电、光热发电和余热回收等领域。随着海洋油气勘探和生产向深海发展，海洋平台的技术装备水平不断提高，船舶等海洋平台对换热器要求更为严苛，尤其是对换热器的紧凑性、高可靠性与海洋环境适应性等方面要求更高。
传统管壳式换热器尽管安全可靠性较好，但体积重量大，占据船舶等海洋平台大量宝贵空间，板式换热器紧凑性方面有明显提升，但安全可靠性、尤其是高温高压环境下的适用性存在一定风险，印刷电路板式换热器采用扩散焊等工艺将微细通道换热板片连接成紧凑换热模块，具有结构紧凑、体积小、耐高温高压等优异性能，是船舶等海洋平台的理想选择之一。
当前对于印刷电路板式换热器，主要是针对各种微细通道以及换热器中的肋片设计形式的研究，这些研究的侧重点在于对肋片自身的结构或者性能的优化，具有单一性，并且换热器设计效率较低，无法为优化换热器整体性能提供支撑。
发明内容
本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法及装置，用以解决现有技术中换热器整体性能差的缺陷，实现从肋片排布的数量、位置和方向，整体优化换热器的性能。
本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法，包括：
基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；
基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；
基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向。
根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置，包括：
确定所述换热器板片的入口区域和出口区域中各所述肋片的位置，使得所述入口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布并且所述出口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定所述换热器的第一区域中各所述肋片的位置；
其中，所述换热器板片包括所述入口区域、所述出口区域和所述第一区域。
根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于人工鱼群算法，确定所述换热器板片的第一区域中各所述肋片的位置，包括：
将所述第一区域中各所述肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息；
基于目标规则对所述人工鱼位置信息进行迭代，确定所述第一区域中各所述肋片的位置。
根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述目标规则包括向心性规则、排斥性规则、规避性约规则和同向性规则。
根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于换热器的换热量和运行条件以及肋片的换热面积，确定所述换热器包括的所述肋片的数量，包括：
基于所述换热器的换热量和运行条件，获取所述换热器的换热面积；
基于所述换热板片的换热面积和所述肋片的换热面积，获取所述肋片的数量。
根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于所述换热器的形状特征，确定各所述肋片的方向，包括：
基于所述换热器的形状特征，获取所述换热器在无肋片状态下的热流场；
基于所述换热器在无肋片状态下的热流场，确定各所述肋片的方向。
本发明还提供一种印刷电路板式换热器设计装置，包括：
数量确定模块，用于基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；
位置确定模块，用于基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；
方向确定模块，用于基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向。
本发明还提供一种电子设备，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如上述任一种所述印刷电路板式换热器设计方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述印刷电路板式换热器设计方法的步骤。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述印刷电路板式换热器设计方法的步骤。
本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法及装置，基于在换热板上设置多个肋片，通过人工鱼群算法和流体动力学，得到肋片数量、位置、方向等设计和计算，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布，能够从全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，强化换热能力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法的流程示意图；
图2是本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法中确定各肋片的方向的示意图；
图3是本发明提供的肋片示意图；
图4是本发明提供的印刷电路板式换热器设计装置的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
图1是本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供的印刷电路板式换热器设计方法，包括：步骤101、基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量。
需要说明的是，本发明实施例提供的印刷电路板式换热器设计方法的执行主体为印刷电路板式换热器设计装置，本发明实施例提供的印刷电路板式换热器设计方法的设计对象为印刷电路板式换热器中任意一个单个的换热板。
印刷电路板式换热器是一种传热性能优良，高效率的紧凑式换热器，其中包括至少一个换热板，每一个换热板上的布置均相同。
换热板上紧密地布置多个肋片，以形成很多周期性的通道，不同种类的冷热流体(空气、氦气、水以及超临界二氧化碳等)在该半圆形截面的通道内流动，并发生换热。
需要说明的是，在步骤101之前，需要预先设置单个肋片的尺寸，其宽长比区间推荐位于2:3至1:10之间，宽度尺寸为0.5-4毫米(mm)。
肋片的换热面积，是指单个肋片上发生热量交换的区域面积，其理想值为该肋片的面积。
具体地，在步骤101中，印刷电路板式换热器设计装置根据换热器的设计需求和肋片换热面积，计算实现设计需求所需要的肋片的数量。
由于换热器包括至少一个换热板，每一个换热板上的布置均相同，所以肋片的数量，可以是单个换热板所需要设置的肋片，也可以是换热器包括的所有的换热板所需要设置的肋片总数。本发明实施例不作具体限定。
换热器的设计需求包括换热量、布置空间、运行条件等方面需求，其中，若确定的是单个换热板的肋片数量，则换热量为换热板的换热量，若确定的是换热器的肋片总数量，则换热量为换热器的总换热量。
步骤102、基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置。
需要说明的是，人工鱼群算法，是指在一片水域中，鱼往往能自行或尾随其他鱼找到营养物质多的地方，因而鱼生存数目最多的地方一般就是本水域中营养物质最多的地方，人工鱼群算法就是根据这一特点，通过构造人工鱼来模仿鱼群的觅食、聚群及追尾行为，从而实现寻优。
具体地，印刷电路板式换热器设计装置利用人工鱼群算法获取换热器中单个换热板片上各肋片的位置。本发明实施例对人工鱼群算法的实施过程不作具体限定。
例如，可以将每一个肋片看作鱼群中的一个人工鱼，用于根据人工鱼相应的活动行为，获取最优的觅食位置，即肋片在换热板的放置位置。人工鱼群算法实现步骤包括：
(1)初始化设置，包括种群规模N、每条人工鱼的初始位置、人工鱼的视野、步长、拥挤度因子和重复次数.
(2)计算初始鱼群各个体的适应值，取最优人工鱼状态及其值赋予给公告牌。
(3)对每个个体进行评价，对其要执行的行为进行选择，包括觅食、聚群、追尾和评价行为。
(4)执行人工鱼的行为，更新自己，生成新鱼群。
(5)评价所有个体。若某个体优于公告牌，则将公告牌更新为该个体。
(6)当公告牌上最优解达到满意误差界内或者达到迭代次数上限时算法结束，否则转步骤(3)。
步骤103、基于换热器的形状特征及运行条件，确定各肋片的方向。
具体地，在步骤103中，印刷电路板式换热器设计装置根据换热器单个换热板的形状，通过流体动力学进行计算，获取由步骤102获取的每一个肋片在无肋片状态下的换热板的放置位置点的流动方向，以表征肋片的方向。
本发明实施例基于在换热板上设置多个肋片，通过人工鱼群算法和流体动力学，得到肋片数量、位置、方向等设计和计算，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布，能够从全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，强化换热能力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
图2是本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法中确定各肋片的方向的示意图，图3是本发明提供的肋片示意图。如图2和图3所示，在上述任一实施例的基础上，基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置，包括：确定换热器板片的入口区域和出口区域中各肋片的位置，使得入口区域中各肋片呈扇形均匀分布并且出口区域中各肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定换热器的第一区域中各肋片的位置。
其中，换热器板片包括入口区域、出口区域和第一区域。
需要说明的是，第一区域是指整个换热器的单一换热板片的板面内，除去入口区域和出口区域的剩余区域。
具体地，在步骤102中，针对换热器的单一换热板片的平面位置结构，根据不同区域对应的流量分配不同这一特性，对不同区域实施不同的肋片布置方式。
其中，入口区域和出口区域影响流量分配，采取较为稀疏、呈扇形均匀分布的肋片布置，其余区域的肋片布置采用仿鱼群自组织结构布置。本发明实施例对具体的布设方式不作具体限定。
优选地，对于入口区域和出口区域，多个肋片240在靠近换热板片的流体进口210和流体出口220的位置排布密度小，其中，每个肋片240的两端，其纵截面的截面尺寸小于中间部分的截面尺寸，每个肋片240的第一端241朝向换热板的流体进口210，每个肋片240的第二端242朝向换热板的流体出口220。
对于第一区域，每个肋片240的第一端241相当于鱼的头部，朝向换热板的流体进口210，每个肋片240的第二端242相当于鱼的尾部，朝向换热板的流体出口220。每个肋片240中间位置尺寸大，而两端尺寸小，其外形类似于鱼的形状。多个肋片240按照鱼群移动时自组织形态排布，此种排布方式可通过仿鱼群结构算法确定。
其中，肋片240的形状可以为多种，如菱形，椭圆形或者橄榄球形，本发明实施例对肋片形状不作具体限定。
当肋片240的形状为菱形时，其宽度与长度可以相等，也可以不相等，也即菱形的两条对角线的长度可以相等，也可以不相等。
本发明实施例基于在换热板上的人口区域和出口区域，通过对肋片进行稀疏、均匀且具有规律性的排布，再通过对第一区域的肋片按照鱼群移动时的自组织形态排布。能够避免入口区域和出口区域流量分配不均匀，并对第一区域微细通道流动阻力进行优化，减小流动阻力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
在上述任一实施例的基础上，基于人工鱼群算法，确定换热器板片的第一区域中各肋片的位置，包括：将第一区域中各肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息。
具体地，在步骤102中，印刷电路板式换热器设计装置将每个肋片看成人工鱼个体，根据人工鱼相应的活动行为，获取最优的觅食位置信息，并将该位置信息作为肋片在换热器中的单一换热板的位置信息。
基于目标规则对人工鱼位置信息进行迭代，确定第一区域中各肋片的位置。
具体地，在步骤102中，印刷电路板式换热器设计装置根据时间步长下关于位置的更新进行迭代，反复计算，直至各人工鱼位置基本稳定后，获取人工鱼的位置信息，即获得换热器的单个换热板片上各肋片位置。本发明实施例对人工鱼群算法中的迭代过程不作具体限定。
例如，可以是将每个肋片的排布方式以其自身为圆点，以肋片长度的2-3倍为半径画圆，该圆的范围即为每个肋片的视野，每个肋片以其视野内所有肋片的平均位置为该肋片的位置，所有肋片的平均方向为该肋片的方向。再根据该肋片的位置和方向等因素，去建立肋片个体运动速度变量，并将运动时间作为迭代变量，获取下一时间步肋片位移变量，直至达到迭代终止条件，将经由迭代趋于固定的位移变量作为肋片的位置。
本发明实施例基于在人工鱼群算法的思想在第一区域上设置多个肋片，通过人工鱼与肋片关于位置的映射关系进行迭代，以获取按照鱼群移动时的自组织形态排布，能够对第一区域的微细通道流动阻力进行优化，减小流动阻力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
在上述任一实施例的基础上，目标规则包括向心性规则、排斥性规则、规避性约规则和同向性规则。
具体地，在步骤102中所执行的人工鱼群算法，目标规则(即人工鱼相应的活动行为)包括向心性规则、排斥性规则、规避性约规则和同向性规则。
其中，将每个肋片看成人工鱼个体，其感知范围设为ra，即感知范围外的肋片不影响肋片的运动及布置，rr为排斥距离，即当肋片与临近的肋片靠的太近会自动避开。
可选地，向心性规则，是指肋片个体向感知范围内各邻近肋片向中心靠拢的运动规则，其规则对应的运动量为：
其中，为由向心性规则产生的运动量，/>为当前肋片个体所在位置，/>为感知范围内的第i个邻近肋片个体所在位置，N为感知范围ra内邻近肋片个体的数目。
可选地，排斥性规则，是指当肋片个体之间太过靠近，距离太小时(小于rr)，肋片个体向远离过近个体运动的运动规则，两个个体距离越近，排斥力越大，其规则对应的运动量为：
其中，为由排斥性规则产生的运动量，M为距离小于rr范围内的肋片个数，/>为感知范围内的第j个距离小于rr范围内肋片个体所在位置。
可选地，规避性规则，是指当肋片个体离边界230太近的时候，防止触壁而远离边界230的运动规则，肋片个体与边界230距离越近，远离的运动量越大，其规则对应的运动量为：
其中，为由规避性规则产生的运动量，/>为肋片距边界230的法线，即始终垂直于换热器中单个换热板的壁面的线
可选地，同向性规则，是指肋片个体与它感知范围内的其余肋片趋向相同运动方向的运动规则，其规则对应的运动量为：
其中，为由同向性规则产生的运动量，vi为感知范围内相邻肋片个体速度。
综上，肋片个体运动速度为：
其中，为速度初值，λ1、λ2、λ3和λ4为加权系数。
则下一时间步长的肋片位置更新为：
其中，为下一时刻更新后的肋片位置，/>为当前时刻的肋片位置，Δt为时间步长。
实现一个时间步长的位置更新迭代，再反复计算，直至各肋片位置基本稳定后，获得换热器的单个换热板片上各肋片位置和基本运动方向。
本发明实施例基于在人工鱼群算法中设置多个目标规则，通过目标规则所产生的运动量去表征肋片的在算法中的运动速度，进而结合时间步长对运动所产生的位置进行迭代，以获取按照鱼群移动时的自组织形态排布，能够对第一区域的微细通道流动阻力进行优化，减小流动阻力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
在上述任一实施例的基础上，基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量，包括：基于换热器的设计换热量和运行条件，获取换热器板片的换热面积。
具体地，在步骤101中，印刷电路板式换热器设计装置根据设计需要的换热量、布置空间、运行条件等方面需求，通过换热系数比拟半圆形通道换热系数计算公式获得换热器板片的换热面积。
具体的实施步骤如下所示：
(1)获取换热器的努塞尔数(Nusselt number)：
其中，Nu为努塞尔数，k1为比拟系数，Re为雷诺数，f为阻力系数，NuG|Re＝5000为雷诺数为5000对应的努塞尔数，Pr为普朗特数。
需要说明的是，努塞尔数Nu是流体力学以及传热学中的一个无量纲数，表示对流换热强烈程度的一个准数,又可以表示流体层的导热阻力与对流传热阻力的比。
雷诺数(Reynolds number，Re)是一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，是流体力学中表征粘性影响的相似准则数。雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。
普朗特数是一个流体力学无因次(即无量纲)的标量，表示流体中能量和动量迁移过程相互影响的无因次组合数，表明温度边界层和流动边界层的关系。
通常，对于雷诺数不大于2300或者雷诺数不小于5000的情况下，有标准的计算公式。对于雷诺数处于2300和5000之间的情况，则根据雷诺数为2300的努塞尔数和雷诺数为5000的努塞尔数进行线性拟合，以获取雷诺数处于2300和5000之间的各数值点对应的努塞尔数
(2)获取总换热系数：
其中，h为换热系数，h总为总换热系数，deq为等效水力直径，k为导热系数，a为冷热通道之间平均距离，hc为冷侧换热系数，hh为热侧换热系数。
(3)获取换热器的换热面积
其中，A总为换热器板片的换热面积，Q为换热器的换热量，ΔT为换热温差。
可以理解的是，除了Q由换热器对于换热量的设计需求决定以外，其余变量均由换热器对于运行条件的设计需求决定。
基于换热板片的换热面积和肋片的换热面积，获取肋片的数量。
需要说明的是，在步骤101之前必须根据预设的肋片尺寸，获取单个肋片换热面积。
具体地，在步骤101中，印刷电路板式换热器设计装置根据设总换热面积和单个肋片换热面积，进行除法运算，获取肋片的数量。
其中，n为肋片的数量，A为单个肋片换热面积。
本发明实施例基于换热器的换热量和运行条件，通过计算公式获取换热器的换热面积，在通过单个肋片的换热面积获取肋片数量，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布。进一步地，能够全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
在上述任一实施例的基础上，基于换热器的形状特征，确定各肋片的方向，包括：基于换热器板片的结构特征，获取换热器板片在无肋片状态下的热流场。
需要说明的是，换热器板片的无肋片状态，是指在步骤102中已经获知各个肋片在换热器的单个换热板的布置位置，但并未进行实际布置的状态。
具体地，步骤103中，印刷电路板式换热器设计装置针对步骤102得到的肋片位置以及换热器板片的形状特征，通过计算流体动力学的计算方法，对换热器的单个换热板片(剔除中心肋片)内对应的肋片位置上的流动情况进行初步仿真计算，获得换热器的单个换热板片的热流场。
热流场，由换热器的单个换热板片中所有布置位置点的流动情况构成。
基于换热器板片在无肋片状态下的热流场，确定各肋片的方向。
具体地，在印刷电路板式换热器设计装置获取热流场之后，读取每一个肋片中心位置的流线方向，根据该流线方向确定肋片最终放置的方向。本发明实施例对确定肋片最终放置方向的过程不作具体限定。
优选地，印刷电路板式换热器设计装置根据热流场，读取每一个肋片中心位置的流线方向，调整肋片方向与流线方向平行，其中肋片240的头部(即第一端241)朝向入口位置210，肋片240的尾部(即第二端242)朝向出口位置220。
本发明实施例基于换热器的形状特征，通过计算公式换热器在无肋片状态下的热流场，再通过热流场确定各肋片的方向，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布。进一步地，能够全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
图4是本发明提供的印刷电路板式换热器设计装置的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的印刷电路板式换热器设计装置，包括：数量确定模块410、位置确定模块420和方向确定模块430，其中：
数量确定模块410，用于基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量。
位置确定模块420，用于基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置。
方向确定模块430，用于基于换热器板片的形状特征及运行条件，确定各肋片的方向。
具体地，数量确定模块410、位置确定模块420和方向确定模块430顺次电连接。
数量确定模块410根据换热器的设计需求和肋片换热面积，计算实现设计需求所需要的肋片的数量。
位置确定模块420利用人工鱼群算法获取换热器中单个换热板片上各肋片的位置。
方向确定模块430根据换热器单个换热板的形状，通过流体动力学进行计算，获取由位置确定模块420获取的每一个肋片在无肋片状态下的换热板的放置位置点的流动方向，以表征肋片的方向。
可选地，位置确定模块420具体用于，确定换热器板片的入口区域和出口区域中各肋片的位置，使得入口区域中各肋片呈扇形均匀分布并且出口区域中各肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定换热器的第一区域中各肋片的位置。
其中，换热器板片包括入口区域、出口区域和第一区域。
可选地，位置确定模块420包括映射单元和迭代单元，其中：
映射单元，用于将第一区域中各肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息。
迭代单元，用于基于目标规则对人工鱼位置信息进行迭代，确定第一区域中各肋片的位置。
可选地，迭代单元的目标规则包括向心性规则、排斥性规则、规避性约规则和同向性规则。
可选地，数量确定模块410包括第一获取单元和第一确定单元，其中：
第一获取单元，用于基于换热器板片的换热量和运行条件，获取换热器板片的换热面积。
第一确定单元，用于基于换热器板片的换热面积和肋片的换热面积，获取肋片的数量。
可选地，方向确定模块430包括第二获取单元和第二计算单元，其中：
第二获取单元，用于基于换热器板片的形状特征，获取换热器板片在无肋片状态下的热流场。
第二计算单元，用于基于换热器板片在无肋片状态下的热流场，确定各肋片的方向。
本发明实施例提供的印刷电路板式换热器设计装置，用于执行本发明上述基于印刷电路板式换热器设计方法，其实施方式与本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法的实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。
本发明实施例基于在换热板上设置多个肋片，通过人工鱼群算法和流体动力学，得到肋片数量、位置、方向等设计和计算，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布，能够从全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，强化换热能力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(CommunicationsInterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行印刷电路板式换热器设计方法，该方法包括：基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量；基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置；基于换热器板片的形状特征及运行条件，确定各肋片的方向。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的印刷电路板式换热器设计方法，该方法包括：基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量；基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置；基于换热器板片的形状特征及运行条件，确定各肋片的方向。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的印刷电路板式换热器设计方法，该方法包括：基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的肋片的数量；基于人工鱼群算法，确定各肋片的位置；基于换热器板片的形状特征及运行条件，确定各肋片的方向。
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实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种印刷电路板式换热器设计方法，其特征在于，包括：
基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；
基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；
基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向；
所述基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置，包括：
确定所述换热器板片的入口区域和出口区域中各所述肋片的位置，使得所述入口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布并且所述出口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定所述换热器的第一区域中各所述肋片的位置；
其中，所述换热器板片包括所述入口区域、所述出口区域和所述第一区域；
所述基于人工鱼群算法，确定所述换热器板片的第一区域中各所述肋片的位置，包括：
将所述第一区域中各所述肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息；
基于目标规则对所述人工鱼位置信息进行迭代，确定所述第一区域中各所述肋片的位置。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器设计方法，其特征在于，所述目标规则包括向心性规则、排斥性规则、规避性规则和同向性规则。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器设计方法，其特征在于，所述基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定所述换热器包括的所述肋片的数量，包括：
基于所述换热器的设计换热量和运行条件，获取所述换热器板片的换热面积；
基于所述换热器板片的换热面积和所述肋片的换热面积，获取所述肋片的数量。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器设计方法，其特征在于，所述基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向，包括：
基于所述换热器板片的形状特征及运行条件，获取所述换热器板片在无肋片状态下的热流场；
基于所述换热器板片在无肋片状态下的热流场，确定各所述肋片的方向。
5.一种印刷电路板式换热器设计装置，其特征在于，包括：
数量确定模块，用于基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；
位置确定模块，用于基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；
方向确定模块，用于基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向；
所述位置确定模块具体用于，确定换热器板片的入口区域和出口区域中各肋片的位置，使得入口区域中各肋片呈扇形均匀分布并且出口区域中各肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定换热器的第一区域中各肋片的位置；
其中，换热器板片包括入口区域、出口区域和第一区域；
所述位置确定模块包括映射单元和迭代单元，其中：
所述映射单元，用于将第一区域中各肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息；
所述迭代单元，用于基于目标规则对人工鱼位置信息进行迭代，确定第一区域中各肋片的位置。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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如权利要求1至4任一项所述印刷电路板式换热器设计方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述印刷电路板式换热器设计方法的步骤。
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