电子机箱设备机-电-热三场综合优化设计研究

摘要

电子机箱设备中普遍存在结构位移场、温度场和电磁场等物理场，并且这些物理场并不是孤立存在的，而是相互影响的。本文主要考虑了结构位移场对电磁场和温度场的影响，对电子机箱设备多场综合优化问题进行了较为深入的研究，主要工作如下：
　　 ⑴介绍了电子机箱设备三场综合仿真分析的流程，着重阐述了结构位移场信息的传递以及三场统一网格模型的处理方案，在此基础上建立了电子机箱设备三场综合优化模型，并给出了优化设计的调用流程。
　　 ⑵对电子机箱设备三场综合优化的特点进行了分析总结；针对优化计算中经常出现的“简单代数约束”问题，提出了传统优化算法和试验设计中处理“简单代数约束”的方法；针对学科仿真分析计算时间过长并且存在数值噪声等问题，采用Kriging回归模型，有效地过滤了数值噪声。在此基础上提出了基于回归krging近似模型的寻优策略。通过算例验证了方法的有效性。
　　 ⑶开发了电子机箱设备三场综合优化设计模块。设计了优化模块的功能界面，设计了各商用软件之间的接口协议，解决了iSIGHT与Ansys Workbench的接口等关键技术，编写了相关接口程序，并将上述寻优算法集成于优化模块之中，初步解决了软件通用化等问题。
　　 ⑷对某风冷机箱设备进行了同时考虑基频、电磁屏蔽以及散热性能的优化设计，在满足各项性能指标要求下，得到了合理的通风口布局和挡风板方位。

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英文文摘

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第一章 绪论

1.1课题来源

1.2电子设备结构设计研究背景与意义

1.3电子设备结构设计国内外发展动态

1.4本文的主要工作

第二章 电子机箱设备三场综合分析及其优化模型

2.1引言

2.2电子设备中的结构位移场

2.3电子设备中的温度场

2.4电子设备中的电磁场

2.5电子机箱设备三场综合分析

2.6电子机箱设备三场综合优化设计的优化模型

2.7本章小结

第三章 电子机箱设备优化的一些关键技术

3.1引言

3.2优化计算中的“简单代数约束”问题

3.3仿真分析中的数值噪声

3.4基于试验设计和近似模型的优化设计

3.5算例

3.6本章小结

第四章 软件平台总体结构

4.1引言

4.2软件总体介绍

4.3优化模块技术路线

4.4软件平台开发的关键技术

4.5本章小结

第五章 算例

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2进一步的工作和展望

致谢

参考文献

研究成果