本申请涉及热管理，特别是涉及一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法。
背景技术：
1、近年来，热学斗篷作为一种新型热功能材料，因其在热流操控和隐形方面的独特能力，受到了广泛关注。然而，现有技术在实现热学斗篷的均匀性和有效性方面仍存在诸多挑战，特别是在多点热操控方面。传统的设计方法虽然在一定程度上能够实现优化，但其耗时且效率低下，限制了其在复杂热学斗篷设计中的应用。尤其是在考虑多个参数的影响和相互作用时，传统方法显得捉襟见肘。因此，开发一种能够从多个角度深入分析热学斗篷的热力特性的综合性优化设计方法显得尤为重要。
2、现有技术中，通常是在给定条件下提高热学斗篷的传热效率，通过优化材料的热性能和调整热流分布，可以分别放大传热机制(传导和对流)，更好地分配传热驱动力(温差)。拓扑优化通过在定义的域内对热流进行空间优化，直接作用于几何形状的拓扑，从而实现在某些约束下最小化或最大化优化目标。在不同的非均匀热通量条件下，拓扑优化的热学斗篷具有显著的温度控制鲁棒性。与传统设计相比，优化后的热学斗篷在高温区域的设计变得更为任意自由。然而，尽管整体传热效率高，但在拓扑优化的热学斗篷中也会出现复杂的传热现象，例如在某些局部区域可能会出现热流密度过高的问题，从而导致局部过热现象的存在。
3、因此，相关技术中，亟需一种能够有效控制和调整热流路径以避免局部过热现象的方式。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效控制和调整热流路径以避免局部过热现象的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法。
2、第一方面，本申请提供了一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法。所述方法包括：
3、建立初始拓扑优化热学斗篷模型；
4、基于所述初始拓扑优化热学斗篷模型采用优化算法进行迭代优化，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元；
5、基于所述热学斗篷拓扑结构单元进行组阵，得到热学斗篷阵列；
6、基于所述热学斗篷阵列进行数值模拟，得到数值模拟数据；
7、基于所述数值模拟数据确定热流操控方案，优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷。
8、可选的，在本申请的一个实施例中，所述建立初始拓扑优化热学斗篷模型包括：
9、根据热学斗篷的设计目标和热学斗篷的参数，设定热导率，建立初始优化热学斗篷模型。
10、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述初始拓扑优化热学斗篷模型采用优化算法进行迭代优化，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元包括：
11、根据所述初始拓扑优化热学斗篷模型进行有限元网格划分；
12、选择优化算法，基于所述优化算法对所述划分后的初始拓扑优化热学斗篷模型进行迭代优化，当迭代达到预设收敛标准时，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元。
13、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述优化算法对所述划分后的初始拓扑优化热学斗篷模型进行迭代优化还包括：
14、采用伴随法求解灵敏度。
15、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述优化算法对所述划分后的初始拓扑优化热学斗篷模型进行迭代优化还包括：
16、在收敛过程中添加亥姆赫兹过滤函数进行边界划分。
17、可选的，在本申请的一个实施例中，所述数值模拟数据包括温度梯度、热流密度和温度均匀性指标。
18、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述数值模拟数据确定热流操控方案，优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷包括：
19、比较所述数值模拟数据和标准数据，确定目标低温度梯度和对应的目标热流密度；
20、基于所述目标低温度梯度和对应的目标热流密度优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷。
21、第二方面，本申请还提供了一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计装置。所述装置包括：
22、初始模型建立模块，用于建立初始拓扑优化热学斗篷模型；
23、拓扑结构单元确定模块，用于基于所述初始拓扑优化热学斗篷模型采用优化算法进行迭代优化，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元；
24、组阵模块，用于基于所述热学斗篷拓扑结构单元进行组阵，得到热学斗篷阵列；
25、数值模拟模块，用于基于所述热学斗篷阵列进行数值模拟，得到数值模拟数据；
26、目标热学斗篷确定模块，用于基于所述数值模拟数据确定热流操控方案，优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷。
27、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行上述各个实施例所述方法的步骤。
28、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例所述方法的步骤。
29、上述一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，首先，建立初始拓扑优化热学斗篷模型；之后，基于所述初始拓扑优化热学斗篷模型采用优化算法进行迭代优化，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元；之后，基于所述热学斗篷拓扑结构单元进行组阵，得到热学斗篷阵列；之后，基于所述热学斗篷阵列进行数值模拟，得到数值模拟数据；最后，基于所述数值模拟数据确定热流操控方案，优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷。也就是说，在进行热学斗篷结构设计时，通过采用拓扑优化方法，结合变密度拓扑优化算法和数值模拟技术，使得设计过程更加精细和复杂，通过研究不同热导率范围对热学斗篷设计的影响，揭示了热流变化对热平衡状态和传热效率的作用机制，能够有效控制和调整热流路径以避免局部过热现象，有助于研究者更好地理解多目标的热学斗篷的行为。
1.一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述建立初始拓扑优化热学斗篷模型包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述基于所述初始拓扑优化热学斗篷模型采用优化算法进行迭代优化，得到优化的热学斗篷拓扑结构单元包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述基于所述优化算法对所述划分后的初始拓扑优化热学斗篷模型进行迭代优化还包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述基于所述优化算法对所述划分后的初始拓扑优化热学斗篷模型进行迭代优化还包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述数值模拟数据包括温度梯度、热流密度和温度均匀性指标。
7.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计方法，其特征在于，所述基于所述数值模拟数据确定热流操控方案，优化所述热学斗篷拓扑结构单元，确定目标热学斗篷包括：
8.一种基于拓扑优化的多目标热学斗篷结构设计装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述权利要求书
