本發(fā)明涉及半導體集成電路，尤其是涉及一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化方法、存儲介質及系統(tǒng)。

背景技術：

1、微通道液冷板，也稱為微通道散熱片，是利用微細加工技術在散熱片上形成無數(shù)細小的流道，以增大散熱面積，提高對過熱飛濺液體的穩(wěn)定性，并實現(xiàn)對電子設備的散熱，微通道液冷板的工作原理主要是通過冷卻液在微通道內的流動，將熱量從熱源帶走，并散發(fā)到外部環(huán)境中，隨著技術的不斷進步和應用需求的不斷提高，對微通道液冷板的換熱效率提出了更高的要求。

2、深溝槽結構是指在微通道液冷板的冷卻液通道內，通過精密機械加工或微細加工技術形成的具有一定深度和寬度的溝槽，深溝槽結構不僅能夠增強換熱效率、優(yōu)化流體動力學性能，還能提高結構強度和穩(wěn)定性，是微通道液冷板實現(xiàn)高效散熱的關鍵設計之一。

3、但是溝槽槽型角度、槽底圓弧半徑、槽壁粗糙度、槽間臺階寬度等參數(shù)的細微變化，都會引起近壁面液體流動狀態(tài)的改變，進而影響換熱效率，且各參數(shù)之間相互影響，共同決定了微通道內的液體流動換熱特性，導致難以實現(xiàn)對微通道液冷板的深溝槽結構的全面優(yōu)化。

4、由此可見，如何實現(xiàn)對微通道液冷板的深溝槽結構的全面優(yōu)化，已經(jīng)成為本領域技術人員所要亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化方法、存儲介質及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術難以實現(xiàn)對微通道液冷板的深溝槽結構的全面優(yōu)化的技術問題。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化方法。

3、對采集到的微通道深溝槽結構的初始設計參數(shù)進行優(yōu)化處理，構建不同優(yōu)化設計參數(shù)對應的各個微通道深溝槽三維模型；

4、基于每個所述微通道深溝槽三維模型，以對應的優(yōu)化設計參數(shù)對流動換熱過程進行模擬，得到各個流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)；

5、基于每個所述流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)計算對應的壁面換熱系數(shù)，以所述壁面換熱系數(shù)和對應的優(yōu)化設計參數(shù)進行關聯(lián)分析，得到各個優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍；

6、采用正交試驗設計方法對所有所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍進行處理，得到各個優(yōu)化參數(shù)取值組合，以每個所述優(yōu)化參數(shù)取值組合進行試驗分析，得到每個所述優(yōu)化參數(shù)取值組合對應的壁面換熱系數(shù)；

7、基于所有所述壁面換熱系數(shù)的排序結果得到最優(yōu)設計參數(shù)，以對所述微通道深溝槽結構進行優(yōu)化設計。

8、作為其中一種優(yōu)選方案，所述對采集到的微通道深溝槽結構的初始設計參數(shù)進行優(yōu)化處理，構建不同優(yōu)化設計參數(shù)對應的各個微通道深溝槽三維模型，包括：

9、采集微通道深溝槽結構的初始設計參數(shù)；采用優(yōu)化算法以壁面換熱系數(shù)對所述初始設計參數(shù)的取值范圍進行優(yōu)化調整，得到各個優(yōu)化設計參數(shù)；

10、采用三維建模軟件構建每個所述優(yōu)化設計參數(shù)對應的微通道深溝槽三維模型。

11、作為其中一種優(yōu)選方案，所述流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)包括溫度分布數(shù)據(jù)、速度矢量分布數(shù)據(jù)和壓力分布數(shù)據(jù)，所述基于每個所述微通道深溝槽三維模型，以對應的優(yōu)化設計參數(shù)對流動換熱過程進行模擬，得到各個流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)，包括：

12、采用自適應四面體網(wǎng)格剖分器對每個所述微通道深溝槽三維模型進行網(wǎng)格劃分，得到各個網(wǎng)格單元和各個非結構網(wǎng)格節(jié)點；

13、采用二階迎風差分格式對每個所述網(wǎng)格單元的流體控制方程進行離散化處理，對采集到的每個所述網(wǎng)格單元的溫度數(shù)值進行處理，得到溫度分布數(shù)據(jù)；

14、對采集到的每個所述非結構網(wǎng)格節(jié)點的速度矢量和壓力數(shù)值進行處理，得到速度矢量分布數(shù)據(jù)和壓力分布數(shù)據(jù)。

15、作為其中一種優(yōu)選方案，所述基于每個所述流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)計算對應的壁面換熱系數(shù)，包括：

16、以k-epsilon湍流模型對所述流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)進行湍流模擬，得到所述湍流模擬過程數(shù)據(jù)，基于所述湍流模擬過程數(shù)據(jù)計算湍流動能和湍流動能耗散率，基于所述湍流動能和所述湍流動能耗散率計算得到壁面換熱系數(shù)。

17、作為其中一種優(yōu)選方案，所述以所述壁面換熱系數(shù)和對應的優(yōu)化設計參數(shù)進行關聯(lián)分析，得到各個優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍，包括：

18、將每個所述優(yōu)化設計參數(shù)和所有所述壁面換熱系數(shù)之間的皮爾遜相關系數(shù)的平均值作為每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的參數(shù)調整關鍵因子，以評估每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的調整對所述壁面換熱系數(shù)造成的影響程度；

19、以所述參數(shù)調整關鍵因子對每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的取值范圍進行縮小，得到各個所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍。

20、作為其中一種優(yōu)選方案，所述采用正交試驗設計方法對所有所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍進行處理，得到各個優(yōu)化參數(shù)取值組合，包括：

21、將每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍劃分為若干個離散的取值區(qū)間，將每個所述取值區(qū)間的中位數(shù)作為每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限中位取值；

22、以每個所述優(yōu)化設計參數(shù)的縮限中位取值構建優(yōu)化設計正交試驗表；

23、基于所述優(yōu)化設計正交試驗表獲取各個優(yōu)化參數(shù)取值組合。

24、作為其中一種優(yōu)選方案，所述以每個所述優(yōu)化參數(shù)取值組合進行試驗分析，得到每個所述優(yōu)化參數(shù)取值組合對應的壁面換熱系數(shù)，包括：

25、基于每個所述優(yōu)化參數(shù)取值組合，搭建對應的換熱系統(tǒng)試驗平臺；

26、以所述優(yōu)化參數(shù)取值組合在所述換熱系統(tǒng)試驗平臺進行流動換熱試驗，當所述流動換熱試驗達到預設狀態(tài)時，采集對應的流動換熱試驗分布數(shù)據(jù)，基于所述流動換熱試驗分布數(shù)據(jù)計算對應的壁面換熱系數(shù)。

27、作為其中一種優(yōu)選方案，所述基于所有所述壁面換熱系數(shù)的排序結果得到最優(yōu)設計參數(shù)，包括：

28、基于所有所述壁面換熱系數(shù)的組合結果構建換熱多目標函數(shù)；

29、采用每個所述壁面換熱系數(shù)計算所述換熱多目標函數(shù)的取值，得到對應的優(yōu)化參數(shù)取值組合的綜合優(yōu)化結果；

30、將所有所述綜合優(yōu)化結果進行排序，將最大的綜合優(yōu)化結果對應的優(yōu)化參數(shù)取值組合作為最優(yōu)設計參數(shù)。

31、本發(fā)明再一實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其中，所述計算機可讀存儲介質所在設備執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)如上所述的一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化方法。

32、本發(fā)明又一實施例提供了一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述的一種基于參數(shù)優(yōu)化的微通道深溝槽結構優(yōu)化方法。

33、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明實施例的有益效果在于以下所述中的至少一點：

34、（1）對采集到的微通道深溝槽結構的初始設計參數(shù)進行優(yōu)化處理，構建不同優(yōu)化設計參數(shù)對應的各個微通道深溝槽三維模型，基于每個微通道深溝槽三維模型，以對應的優(yōu)化設計參數(shù)對流動換熱過程進行模擬，得到各個流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)，先在初始設計參數(shù)的基礎上對初始設計參數(shù)的取值范圍進行擴大，以便于后續(xù)在擴大后的范圍內選取最優(yōu)設計參數(shù)，同時構建微通道深溝槽三維模型，便于后續(xù)對微通道深溝槽結構在不同設計參數(shù)下的流動換熱進行模擬；

35、（2）為了選取最優(yōu)設計參數(shù)，需要在擴大后的范圍內對優(yōu)化設計參數(shù)的取值范圍進行縮小，基于每個流動換熱模擬分布數(shù)據(jù)計算對應的壁面換熱系數(shù)，以壁面換熱系數(shù)和對應的優(yōu)化設計參數(shù)進行關聯(lián)分析，得到各個優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍，在對優(yōu)化設計參數(shù)的取值范圍進行縮小之前，先對每個優(yōu)化設計參數(shù)的調整對壁面換熱系數(shù)造成的影響程度進行分析，將對壁面換熱系數(shù)影響較小的優(yōu)化設計參數(shù)的取值范圍進行較大程度的縮小，以加快求解最優(yōu)設計參數(shù)的收斂速度，對壁面換熱系數(shù)影響較大的優(yōu)化設計參數(shù)的取值范圍進行較小程度的縮小，以確?？s小后的范圍仍然能夠覆蓋到可能的最優(yōu)設計參數(shù)；

36、（3）采用正交試驗設計方法對所有優(yōu)化設計參數(shù)的縮限取值范圍進行處理，得到各個優(yōu)化參數(shù)取值組合，以每個優(yōu)化參數(shù)取值組合進行試驗分析，得到每個優(yōu)化參數(shù)取值組合對應的壁面換熱系數(shù)，基于所有壁面換熱系數(shù)的排序結果得到最優(yōu)設計參數(shù)，以對微通道深溝槽結構進行優(yōu)化設計，通過試驗分析對所有優(yōu)化設計參數(shù)的取值進行進一步驗證，確保所得到的最優(yōu)設計參數(shù)的可靠性，通過對流動換熱過程的模擬和試驗分析實現(xiàn)了對微通道液冷板的深溝槽結構的全面優(yōu)化。