冷凝器的设计参数优化方法、电子设备及存储介质与流程

本技术属于冷凝器设计，尤其涉及一种冷凝器的设计参数优化方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、冷凝器是制冷系统的核心换热部件，其性能直接决定制冷系统的能效、压缩机功耗及运行稳定性。风冷冷凝器性能提升主要受制于空气侧换热能力，扁管铲翅式冷凝器凭借一体成型无接触热阻、结构紧凑的优势，广泛应用于家用制冷设备。该类冷凝器的翅片结构、流动工况参数众多且相互耦合，参数选型直接决定换热器换热与阻力综合性能。

2、现有设计大多仅依靠经验试算或单因素仿真迭代调试，难以快速预判不同参数组合的实际性能表现。受安装尺寸、加工工艺及压降限值等工程约束限制，传统设计需反复建模试算、迭代调试，存在参数匹配盲目性强、优化效率低、最优参数组合难以快速筛选等问题，无法实现冷凝器参数的高效精准优化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种冷凝器的设计参数优化方法、电子设备及存储介质，能够实现冷凝器参数的高效精准优化。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种冷凝器的设计参数优化方法，包括：

3、获取所述冷凝器的初始设计参数及对应的目标响应；

4、对各所述初始设计参数进行多水平的梯度划分，并设置各所述初始设计参数的参数水平；

5、基于各所述初始设计参数的参数水平构建正交阵列，其中，所述正交阵列中包括：各所述初始设计参数的参数水平组合；

6、基于所述正交阵列进行仿真计算，得到各参数水平组合对应的目标响应结果；

7、基于各所述参数水平组合对应的目标响应结果从所述初始设计参数中筛选目标设计参数；

8、基于所述目标设计参数和所述目标响应建立所述预测模型；

9、获取冷凝器的多组待筛选的设计参数组合；

10、将所述设计参数组合输入到预先建立的预测模型中，得到各设计参数组合对应的预测目标响应，其中，所述预测模型包括：设计参数组合与目标响应之间的计算关系，所述目标响应用于表征基于各设计参数组合设计的冷凝器的性能；

11、基于所述冷凝器的工程约束条件和所述预测目标响应对所述设计参数组合进行筛选，得到目标设计参数组合。

12、本技术实施例提供的方法，通过预先建立设计参数组合与目标响应的预测模型，实现多组参数组合的快速性能预测，改变了传统冷凝器设计依靠经验试算、单因素迭代调试的粗放模式。通过预测模型批量得到预测目标响应，并结合工程约束完成参数择优筛选，有效解决了传统设计参数匹配盲目性强、试算量大、研发效率低、最优参数难以锁定、设计结果可复现性差的缺陷。减少反复建模与仿真迭代次数，降低研发成本，能够快速获得兼顾工程约束与换热、阻力性能的目标参数组合，有效提升冷凝器参数优化的设计效率与设计精准度。

13、本技术实施例提供的方法，通过参数水平梯度划分、正交阵列试验设计，以少量参数水平组合覆盖多参数耦合影响，避免全因子仿真的海量计算压力。依托正交阵列仿真结果实现参数初筛，剔除低效、弱影响参数，仅保留关键设计参数参与模型拟合，有效降低预测模型的拟合维度与冗余变量。使构建的预测模型针对性更强、参数映射关系更精准，同时保障建模数据的科学性与代表性，为后续高精度性能预测与参数寻优提供可靠模型基础。

14、在一些实施例中，所述基于各所述参数水平组合对应的目标响应结果从所述初始设计参数中筛选目标设计参数，包括：

15、基于各参数水平组合对应的目标响应结果计算所述目标响应对应的信噪比；

16、基于所述目标响应对应的信噪比计算各初始设计参数在各参数水平下的平均信噪比；

17、基于各初始设计参数在各参数水平下的平均信噪比确定各初始设计参数的平均信噪比的变化趋势；

18、基于所述变化趋势从所述初始设计参数中筛选目标设计参数。

19、本技术实施例提供的方法，引入信噪比分析机制，将不同类型的性能目标响应进行归一化量化评价，可适配“换热越大越优、阻力越小越优”的差异化优化目标。通过统计各参数不同水平下的平均信噪比及变化规律，精准表征各结构参数、工况参数对冷凝器性能的影响趋势，实现从初始设计参数中定量筛选目标设计参数，避免主观经验筛选带来的参数遗漏与误判，进一步提升参数筛选的客观性与科学性。

20、在一些实施例中，所述基于所述变化趋势从所述初始设计参数中筛选目标设计参数，包括：

21、基于所述变化趋势计算各初始设计参数在各参数水平下的最大平均信噪比与最小平均信噪比之间差值；

22、基于各初始设计参数对应的差值的大小对各初始设计参数进行性能影响权重排序，得到排序结果；

23、基于所述排序结果从所述初始设计参数中筛选目标设计参数。

24、本技术实施例提供的方法，通过信噪比极差计算实现各设计参数的性能影响权重排序，能够精准识别对换热性能、流动阻力、综合性能起主导作用的核心参数与次要参数。可指导后续模型建模重点聚焦高贡献度参数，弱化低贡献参数干扰，同时为工程设计提供参数优先级调控依据，便于后续在加工、装配受限场景下优先调整关键敏感参数，规避无效参数优化，提升整体优化的靶向性与工程实用性。

25、在一些实施例中，所述基于所述目标设计参数和所述目标响应建立所述预测模型，包括：

26、以所述目标设计参数为自变量，目标响应为因变量进行拟合，得到初始预测模型；

27、对所述初始预测模型进行验证；

28、在所述初始预测模型验证通过的情况下，将所述初始预测模型确定为所述预测模型。

29、本技术实施例提供的方法，基于筛选后的目标设计参数与目标响应拟合得到初始预测模型，并设置模型验证环节，摒弃传统单一线性拟合的简单建模方式，精准刻画多参数耦合、非线性变化的换热阻力规律。保证最终投入使用的预测模型具备良好拟合效果，为批量参数性能预测、最优参数筛选提供高精度模型支撑，保障优化结果真实可靠。

30、在一些实施例中，所述对所述初始预测模型进行验证，包括：

31、将所述正交阵列中的参数水平组合输入到所述初始预测模型中，得到计算目标响应；

32、计算所述计算目标响应与对应的所述目标响应结果之间的预测误差；

33、基于所述预测误差对所述初始预测模型进行验证，其中，在所述预测误差小于所述误差阈值的情况下，确定所述初始预测模型验证通过。

34、本技术实施例提供的方法，通过量化计算模型预测值与仿真真实值的预测误差，并以误差阈值作为模型准入标准，实现预测模型精度的标准化、定量化校验。有效筛选出误差可控、精度达标的预测模型，避免低精度模型导致的参数优选偏差，保证模型预测结果贴近真实换热与阻力特性，提升后续参数优化结果的准确性与可信度。

35、在一些实施例中，所述基于所述冷凝器的工程约束条件和所述预测目标响应对所述设计参数组合进行筛选，得到目标设计参数组合，包括：

36、基于所述冷凝器的工程约束条件对所述设计参数组合进行筛选，得到初选设计参数组合，所述工程约束条件包括：结构边界约束、运行工况约束和加工约束中的至少一个；

37、基于各初选设计参数组合对应的预测目标响应对所述初选设计参数进行筛选，得到目标设计参数组合。

38、本技术实施例提供的方法，采用“工程约束初选+性能响应精筛”的双层筛选机制，先依据结构边界、运行工况、加工制造约束剔除无法落地、超规格的无效参数组合，再基于目标响应择优筛选最优方案。既保证优化参数满足实际生产装配与整机运行要求，又实现换热性能与阻力性能的最优匹配，解决了传统纯性能优化方案可制造性差、工程落地性弱的问题，兼顾理论最优与工程实用性。

39、在一些实施例中，所述冷凝器为扁管铲翅式冷凝器，所述设计参数包括：翅片间距、翅片高度、翅片厚度、翅片波幅、翅片波长和空气侧雷诺数中的至少一个，所述目标响应包括：传热因子、摩擦因子、综合性能因子中的一种，所述传热因子反映结构对换热的强化能力，摩擦因子表征空气流经翅片通道的流动损耗与沿程阻力水平，综合性能因子为传热因子和摩擦因子的耦合无量纲指标。

40、第二方面，本技术实施例提供一种冷凝器的设计参数的优化装置，包括：

41、获取模块，用于获取冷凝器的多组待筛选的设计参数组合；

42、计算模块，用于将所述设计参数组合输入到预先建立的预测模型中，得到各设计参数组合对应的预测目标响应，其中，所述预测模型包括：设计参数组合与目标响应之间的计算关系，所述目标响应用于表征基于各设计参数组合设计的冷凝器的性能；

43、筛选模块，用于基于所述冷凝器的工程约束条件和所述预测目标响应对所述设计参数组合进行筛选，得到目标设计参数组合。

44、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面中任一项所述的方法；

45、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

46、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述任一项所述的方法。