[發(fā)明專利]一種高散熱量輕型放大器結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711336966.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108256145B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣忠瑜;湯詠;丁飛;葉誠;劉魯軍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽四創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號: G06F30/36
• 分類號: G06F30/36;G06F17/15;G06N3/12
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種高散熱量輕型放大器結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、推導出散熱翅片的翅片厚度與翅片間距之間的關(guān)系；

S2、利用遺傳算法優(yōu)化翅片厚度、翅片間距兩個參數(shù)；

步驟S1的具體操作步驟包括：

單個翅片的散熱量Q₁如公式(1)所示：

其中，θ₁為翅片根部溫度減去周圍流體溫度的差值；α為翅片表面的對流換熱系數(shù)；λ為翅片的導熱系數(shù)；δ為翅片厚度；S為翅片深度；L為翅片長度，th()為雙曲正切函數(shù)；

翅片間距K等于Δ+δ，其中，Δ為翅片間隔，則單位長度的翅片數(shù)量為則單位長度的散熱量Q₂如公式(2)所示：

其中，α₁為無翅片部分表面對流換熱系數(shù)；

單位長度的散熱量Q₂對翅片厚度δ的導數(shù)如公式(3)所示：

其中，ch()為雙曲余弦函數(shù)，當時，得出公式(4)：

當翅片表面的對流換熱系數(shù)α與無翅片部分表面對流換熱系數(shù)α₁相等時，即α₁＝α，則公式(4)可以簡化為

翅片總重量如公式(5)所示：

G＝ρV＝ρSLnδ (5)

其中，G為翅片重量，ρ為翅片密度，V為翅片體積，n為翅片數(shù)量且floor()表示matlab向下取整函數(shù)，B表示放大器模塊的寬度；

根據(jù)散熱翅片的外形約束條件S＝S₁,L＝L₁,n≥n₁，參數(shù)Δ，δ在滿足公式(6)的約束條件的同時，使得公式(5)的函數(shù)值G最小；

2.如權(quán)利要求1所述的一種高散熱量輕型放大器結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，步驟S2的具體操作步驟包括：

S21、選取翅片重量G為適應度函數(shù)，種群的個體交叉概率為0.5，種群的個體變異概率為0.7，在matlab中使用rand函數(shù)在約束條件即公式(6)下生成100組二進制隨機數(shù)，并將100組二進制隨機數(shù)分別作為遺傳算法的種群中的100組個體；

S22、將100組二進制隨機數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)，分別代入適應度函數(shù)即為公式(5)，分別計算重量函數(shù)值G；

S23、判斷遺傳算法是否滿足停止法則中的任意一條情況，如果有，則停止循環(huán)，對比100組重量函數(shù)值G，選擇出最小的重量函數(shù)值G，最小的重量函數(shù)值G對應的個體為搜索出的最優(yōu)個體；如果沒有，進行步驟S24；

停止法則一：當遺傳算法的累計的循環(huán)次數(shù)達到10000次時，停止計算，輸出最優(yōu)個體；

停止法則二：相鄰兩次計算中，適應度函數(shù)差值小于0.1時，停止計算，輸出最優(yōu)個體；

S24、根據(jù)種群的個體計算出的適應度函數(shù)F_i，種群中個體遺傳到下一代的概率p_i為：

其中，I＝100，F(xiàn)_i＝G₁...G₁₀₀，G₁...G₁₀₀為100組重量函數(shù)值；

通過在MATLAB中生成0到1之間的隨機數(shù)a_i，如果a_i＜p_i，則種群中該個體不做任何變化；如果a_i＞p_i，則從種群中剔除該個體，并取與該個體相鄰的個體來替代該個體，重新計算與該個體相鄰的個體的p_i與a_i的大小關(guān)系，直至種群的100組個體計算完畢，進行步驟S25；

S25、在MATLAB中的生成0到1之間的隨機數(shù)b_i，如果b_i≥0.5，則交換相鄰個體中包含的參數(shù)翅片間隔Δ，翅片厚度δ信息，如果b_i＜0.5，則進行步驟S26；

S26、在MATLAB中的生成0到1之間的隨機數(shù)c_i，如果c_i≥0.5，則改變該個體中包含的參數(shù)信息，即個體的參數(shù)二進制碼由0變?yōu)?、由1變成0，如果c_i＜0.5，則進行步驟S27；

S27、統(tǒng)計步驟S24～S26的所有個體，將所有個體包含的參數(shù)翅片間隔Δ，翅片厚度δ的值代入適應度函數(shù)即為公式(5)，分別計算重量函數(shù)值G，重復步驟S23操作；

S28、當翅片間隔Δ，翅片厚度δ滿足停止法則一或停止法則二時，停止計算，輸出最優(yōu)個體。