本項(xiàng)目的對(duì)象為企業(yè)方用于冷卻汽車電機(jī)的鋁制板翅片式換熱器。換熱器原結(jié)構(gòu)油路和水路中均添加翅片以強(qiáng)化繞流和換熱，卻損失了壓降和成本。本項(xiàng)目基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建代理模型，使用差分進(jìn)化算法優(yōu)化橢圓形凸胞結(jié)構(gòu)，取消了原結(jié)構(gòu)水路翅片設(shè)計(jì)。使用Fluent軟件對(duì)原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱流仿真，建立與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的仿真范式，輸出壓降、換熱功率和場(chǎng)變量云圖等結(jié)果，并基于場(chǎng)協(xié)同理論分析優(yōu)化前后換熱器局部和整體的場(chǎng)協(xié)同性。

企業(yè)方希望取消現(xiàn)有水路中成本昂貴的翅片設(shè)計(jì)，研究目標(biāo)包括：

1)    新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的換熱功率相對(duì)于原產(chǎn)品不降低，新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總體壓降相對(duì)于原產(chǎn)品不增加。

2)    設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)需要具有可沖壓性和規(guī)律性，便于復(fù)制到不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

3)    產(chǎn)品的長寬尺寸和油水孔的大小及位置不變動(dòng)，新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總體高度相對(duì)于原產(chǎn)品不增加。

4)    水路層數(shù)不超過7層，水路層高不低于1.1mm，油路的層數(shù)不變。

5)    仿真結(jié)果符合已有結(jié)果。

6)    優(yōu)化結(jié)構(gòu)經(jīng)過企業(yè)評(píng)估，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在壓力值上的衰減和總成本滿足企業(yè)要求。

1)    建立了局部橢圓結(jié)構(gòu)的參數(shù)化仿真流程

2)    建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和二次多項(xiàng)式的代理模型，誤差在可以接受范圍內(nèi)

3)    建立了差分進(jìn)化算法，優(yōu)化獲得了最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果

4)  分析了凸胞局部的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，參數(shù)對(duì)壓降和換熱的影響以及參數(shù)對(duì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響，便于后期進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5)    建立了基于Fluent的熱流仿真范式，驗(yàn)證網(wǎng)格無關(guān)性和數(shù)值模擬方法的可靠性

6） 輸出原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后各工況下壓降與換熱結(jié)果，以及速度場(chǎng)、壓強(qiáng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)云圖

7） 根據(jù)場(chǎng)協(xié)同理論計(jì)算輸出各截面場(chǎng)協(xié)同角云圖和均值，結(jié)合局部流動(dòng)形態(tài)和換熱分析優(yōu)化效果