[發明專利]一種被隱區域有內熱源的二維熱隱身斗篷設計方法

有效

• 申請號: 201810567388.1
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108959712B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 屈治國;郭君
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種被隱區域有內熱源的二維熱隱身斗篷設計方法，包括：

步驟S100：建立二維坐標系x-y并確定該坐標系所圍區域為設計區域；所述設計區域分為被隱區域Z1、設計熱源區Z2和Z3以及背景區域Z4；

步驟S200：設定邊界條件，并根據所述邊界條件分別求解Z1區無內熱源時設計區域的背景溫度場T_g1和Z1區有內熱源時的溫度分布T_g2；

當Z1區無內熱源時，穩態無熱源熱傳導控制方程為：

其中，T為設計區域的溫度，k為設計區域的導熱系數；

當Z1區有內熱源時，穩態有熱源熱傳導控制方程為：

其中，T為設計區域的溫度，k為設計區域的導熱系數，Φ為熱源強度；

步驟S300：結合Z2區和Z3區熱源強度值迭代更新后的值求解Z2區熱源的直接問題獲得全設計區域溫度場T_c；求解Z2區熱源的伴隨問題以獲得拉格朗日乘數分布；求解Z2區目標函數的導數、共軛系數以及Z2區熱源迭代方向系數；求解Z2區熱源的敏感度問題獲得溫度擾動分布；求解Z2區熱源迭代步長，并更新Z2區熱源分布；

步驟S400：將步驟S300求解所得全設計區域溫度場T_c代入Z2區目標函數，若所求函數值足夠小到滿足用戶需要的精度，則進行下一步驟計算，否則返回步驟S300進行新一輪計算；

步驟S500：將Z2和Z3區熱源強度值迭代更新后的值代入Z3區熱源的直接問題方程，更新全設計區域溫度場T_c；求解Z3區熱源的伴隨問題以獲得拉格朗日乘數分布；求解Z3區目標函數的導數、共軛系數以及Z3區熱源迭代方向系數；求解Z3區熱源的敏感度問題獲得溫度擾動分布；求解Z3區熱源迭代步長，更新Z3區熱源分布；

步驟S600：將步驟S500求解所得全設計區域溫度場T_c代入Z3區目標函數，若所求函數值足夠小到滿足用戶需要的精度，則進行下一步驟計算，否則返回步驟S500進行新一輪計算；

步驟S700：計算Z2區和Z3區的復合目標函數，若該函數值足夠小到滿足用戶需要的精度，則輸出Z2和Z3區熱源，對其進行局部均勻化，否則返回步驟S300，對Z2和Z3區熱源進行新一輪計算更新，直至滿足用戶需要的精度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，優選的，所述求解Z2區熱源的直接問題的控制方程為：

其中，T為設計區域的溫度，k為設計區域的導熱系數，Φ為熱源強度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解Z2區熱源的伴隨問題的控制方程為：

其中，λ為拉格朗日乘數，k為設計區域的導熱系數，P_a為伴隨問題的源項；

P_a在Z1區邊界處設定為：

P_a＝2×(T_c-T_g2)

其中，T_c為步驟S300所得設計區域溫度場，T_g2為步驟S200所得Z1區有內熱源時的溫度分布。