(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111616187.4 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中车永济电机有限公司 地址 044500 山西省运城市永济市电机大 街18号 (72)发明人 郭佳　刘志敏　张洁　张瑞峰　 焦生金　 (74)专利代理 机构 太原科卫专利事务所(普通 合伙) 1410 0 专利代理师 张彩琴 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种带锥度三角形锯齿翅片型材散热器参 数化快速建模方法 (57)摘要 本发明散热器结构设计技术领域， 具体为一 种带锥度三角形锯齿翅片型材散热器参数化快 速建模方法， 解决了背景技术中的技术问题， 其 以三角形翅片单元为基准通过循环迭代先建立 单根翅片三维模型， 再以单根翅片为基础， 根据 相邻两组翅片的结构组合特点， 进行所有中间翅 片的三维构建， 之后进行基板部分的建模， 最后 进行边缘翅片的建模； 通过本发 明所述的建模 方 法能对不同锥度的翅片、 不同尺 寸和形状组合的 三角形锯齿单元构成的型材散热器进行快速仿 真建模， 便于研究不同几何结构翅片参数对散热 器表面流体流动特性和换热的影 响， 节约相关产 品性能仿真分析时间， 操作非常方便， 节省仿真 建模时间， 提高仿真分析效率， 同时也解决复杂 模型建模困难的问题。 权利要求书5页 说明书13页 附图7页 CN 114580089 A 2022.06.03 CN 114580089 A 1.一种带锥度三角形锯齿翅片型材散热器参数化快速建模方法， 三角形锯齿翅片型材 散热器包括翅片 部分和基板部分， 翅片 部分包括中间翅片和边缘翅片， 其特征在于， 三角形 锯齿翅片型材散热器的结构特征表达式为： y=f(φ(i), φ(j), φ(k))； 所述表达式中 φ (i) 为中间翅片部分的函数关系式， φ(j) 为基板部分 的函数关系式， φ(k) 为边缘翅片 部分的函数关系式， 三角形锯齿翅片型 材散热器模型的构建包括以下步骤： 步骤一、 建立单个三角形锯齿单元模型， 三角形锯齿单元的边长、 角度和锥角度分别为 l、β和α， 首先定义坐标系， 横坐标 X轴正方形朝左， 纵坐标Y轴正方向朝上； 当三角形锯齿单元没有锥度， 锥角度 α为0， 则三角形锯齿单元从下到上三个点依次为 O (x0,y0)、A(x1,y1)、B(x2,y2)， 以O作为基准， 即三角形锯齿单元的 O点为坐标系起点坐标， 分 别对A点和B点进行定义， 三角形锯齿单元中 O、 A、 B三点的坐标与 l、β和α的关系为： y=f(l, cos,sin, β ) ； 若A点在O点左侧， 且因为三角形锯齿单元没有锥度故 B点在Y轴正坐标上， 则 A点和B点 的坐标表达式分别为： x1= x0+ l *cosβ，y1= y0+ l *sinβ； x2= x1‑  l *cosβ= x0+ l *cosβ‑  l *cosβ= x0， y2= y1+ l *sinβ= y0+ l *sinβ+l *sinβ= y0+ 2*l *sinβ； 若A点在O点右侧， 且因为三角形锯齿单元没有锥度故 B点在Y轴正坐标上时， 则 A点和B 点的坐标表达式分别为： x1= x0‑  l *cosβ，y1= y0+ l *sinβ； x2= x1+ l *cosβ= x0‑l *cosβ +l *cosβ= x0， y2= y1+ l *sinβ= y0+ l *sinβ+ l *sinβ= y0+ 2*l *sinβ； 当三角形锯齿单元有锥度时， 且锥度角为 α， 则三角形锯齿单元从下到上三个点依次为 O'(x0',y0')、A' (x1',y1')、B'(x2',y2')， 以O'作为基准， 即三角形锯齿单元的 O'点为坐标 系起点坐标， 分别对 A'点和B'点进行定义， 三角形锯齿单元中 O' 、 A' 、 B'三点的坐标与 l、β 和α的关系为： y=f(l,cos,si n, β, α )； 若A'点在O'点左侧且为 顺时针旋转， 则  O'点、A'点和B'点的坐标表达式分别为： x0'=x0cos(α)‑ y0sin(α)，y0'= x0sin(α)+ y0cos(α)； x1'= x0'+ l *cos(β +α)，y1'= y0'+ l *sin(β +α)； x2'= x1'‑  l *cos(β‑α) = x0'+ l *cos(β +α)  ‑  l *cos(β‑α) ， y2'= y1'+ l *sin(β‑α) = y0'+ l *sin(β +α) + l *sin(β‑α) ； 若A'点在O'点左侧且为逆时针旋转， 则 O'点、A'点和B'点的坐标表达式分别为： x0'=x0cos(‑α)‑ y0sin(‑α) ，y0'= x0sin(‑α)+ y0cos(‑α) ； x1'= x0'+ l *cos(β‑α) ，y1'= y0'+ l *sin(β‑α) ； x2'= x1'‑  l *cos(β +α) = x0'+ l *cos(β‑α)‑  l *cos(β +α) ， y2'= y1'+ l *sin(β +α) = y0'+ l *sin(β‑α) + l *sin(β +α) ； 若A'点在O'点右侧且为 顺时针旋转， 则 O'点、A'点和B'点的坐标表达式分别为： x0'=x0cos(α)‑ y0sin(α) ，y0'= x0sin(α)+ y0cos(α) ； x1'= x0'‑  l *cos(β‑α) ，y1'= y0'+ l *sin(β‑α) ； x2'= x1'+ l *cos(β +α) = x0'‑  l *cos(β‑α)+ l *cos(β +α) ，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114580089 A 2y2'= y1'+ l *sin(β +α) =y0'+ l *sin(β‑α)+ l *sin(β +α) ； 若A'点在O'点右侧且为逆时针旋转， 则  O'点、A'点和B'点的坐标表达式分别为： x0'=x0cos(‑α)‑ y0sin(‑α) ，y0'= x0sin(‑α)+ y0cos(‑α) ； x1'= x0'‑  l *cos(β +α) ，y1'= y0'+ l *sin(β +α) ； x2'= x1'+ l *cos(β‑α) = x0'‑  l *cos(β +α)+ l *cos(β‑α) ， y2'= y1'+ l *sin(β‑α) = y0'+ l *sin(β +α)+ l *sin(β‑α) ； 步骤二、 对于上面是否带有锥度的两种情况下的数学表达式， 完全可以采用有锥度情 况下的表达式， 如果没有锥度， 令 α=0即可， 下文就均以锥度为 α的三角形锯齿 单元为例进 行 说明， 无锥度翅片令 α=0即可； 基于步骤一， 建立单根翅片的多个三角形锯齿单元模型， 取循环周期为 n； 三角形锯齿 单元模型以O'点为基准点， O'B'长度为偏移间距， 按循环周期 n为三角形锯齿 单元的个数进 行循环迭代， 三角形锯齿单元 的个数指以 O'点开始算起的三角形锯齿单元数， 建立多个锯 齿单元模型， 多个锯齿单元模型中基准点( O'， O2'，……On')的函数关系为： y=f (n, l,  cos,sin,  β, α)， 取第n个锯齿单元的 On'点横坐标为x0n'， 取第n个锯齿单元的 On'点纵坐标 为y0n'， 当模型顺时针旋转时， x0n'= x0n cos(α)‑ y0n sin(α)，y0n'= x0nsin(α)+ y0ncos(α)； 当模型逆时针旋转时， x0n'= x0n cos(‑α)‑ y0n sin(‑α)，y0n'= x0nsin(‑α)+ y0ncos(‑α)； 式 中，x0n= x0，y0n= y0+(n‑1)*2* l * cos β； 而第n个锯齿单元中 An'和Bn'坐标的确定参照步 骤一中A'、B'与O'的函数关系即可； 当n为整数时， 利用步骤二中多个锯齿单元模型中基准点的函数关系及步骤一中 A'、B' 与O'的函数关系建立 n个锯齿单元模型； 当n不为整数时， 有以下三种情况： 第一种情况为顶部多半个齿， 先利用步骤二中多个锯齿单元模型中基准点的函数关系 及步骤一中 A'、B'与O'的函数关系建立[ n]个锯齿单元模型， 其中[ n]表示对n取小于n的最 大整数， 再对顶部多出的半个齿进行定义， 多出的半个齿的顶部坐标为 A[n]+1'(x1[n]+1', y1 [n]+1')，A[n]+1'坐标需要在点 O [n]+1'(即B[n]'，O [n]+1'和B[n]'两点重合)的基础上进行确定； 若A'点在O'点左侧且为顺时针旋转， 则多个锯齿单元模型的顶部多余半个齿的两个端 点A[n]+1'和O [n]+1'的坐标表达式分别为： x0[n]+1'=x0[n] +1cos(α)‑ y0[n] +1sin(α)，y0[n]+1'= x0[n] +1sin(α)+ y0[n] +1cos(α)； x1[n]+1'= x0[n]+1'+ l *cos(β +α)，y1[n]+1'= y0[n]+1'+ l *sin(β +α)； 式中，x0[n] +1= x0，y0[n] +1= y0+([n]‑1)*2* l *