[发明专利]一种改进嵌入式微流体结构设计的方法和系统

权利要求书

1.一种改进嵌入式微流体结构设计的方法，应用于具有嵌入式微流体的转接板，其特征在于，包括：

构建微流体的仿真模型，并计算所述嵌入式微流体中各流道的流阻；

基于流阻与电阻类似的特性，构建与所述仿真模型相似的等效电阻网络；

将所述各流道的流阻和该嵌入式微流体的边界条件参数输入所述等效电阻网络，利用MATLAB对所述等效电阻网络进行仿真，优化电阻的阻值，获得所述电阻优化完成后的优化电阻；

根据所述优化电阻，获得所述流道流阻的优化流阻，再根据所述优化流阻，调节所述微流体的流道设计，以减小同一时间段内通过各个散热流道的流量方差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建微流体的仿真模型，并计算所述嵌入式微流体中各流道的流阻，包括：

利用多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics，运用其中流体与传热两个物理场进行仿真建模计算，计算所述嵌入式微流体中各流道的流阻，具体步骤包括：创建几何模型、材料选择、物理场选择、网格剖分、计算与结果后处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建微流体的仿真模型，并计算所述微流体中各流道的流阻，包括：

通过如下公式计算各流道的流阻R：

其中，μ为动力粘度，L为流道长度，D_H为水力直径，A为流道横截面积，λ为流道截面形状修正系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于流阻与电阻类似的特性，构建与所述仿真模型相似的等效电阻网络，包括：

基于定义流阻的泊肃叶定律的表达形式与电学中的欧姆定律的表达形式类似的特性，将流阻等效为电阻进行计算；

所述微流体中各段流体通道的流阻可被量化或近似量化为固定的阻值，所述微流体包括：直流道结构、歧管式结构。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于流阻与电阻类似的特性，构建与所述仿真模型相似的等效电阻网络，包括：

根据所述仿真模型中各流道的连接属性，使等效电路中电路结构的连接与微流体流道的连接一致，使等效电路中的电流方向和微流体流道中流体流向一致；

所述连接属性包括各流道的连通属性和流体流向。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述各流道的流阻和该嵌入式微流体的边界条件参数输入所述等效电阻网络，利用MATLAB对所述等效电阻网络进行仿真，优化电阻的阻值，获得所述电阻优化完成后的优化电阻值，包括：

通过对所述等效电阻网络进行仿真，获取通过多个工作电阻的电流值，通过改变各等效电阻的阻值大小，使所述通过所述多个工作电阻的电流值相等或相近；

在使通过多个工作电阻的电流方差达到最小后，获得所述电阻优化完成后的优化电阻值；

其中，所述工作电阻等效于所述微流体的工作流道，所述工作流道是在微流体中起关键散热作用的散热流道。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过对所述等效电阻网络进行仿真，获取通过所述多个工作电阻的电流值，通过改变各等效电阻的阻值大小，使所述通过多个工作电阻的电流值相等或相近，包括：

在所述等效电阻网络远离正电极的第一干路电流大于预设值时，增加远离正电极的第一干路电阻，以使远离正电极的工作电阻的电流值相等或相近于靠近正电极的工作电阻的电流值，进而减小各工作电路的电流方差。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述各流道的流阻和该嵌入式微流体的边界条件参数输入所述等效电阻网络，利用MATLAB对所述等效电阻网络进行仿真，优化电阻的阻值，获得所述电阻优化完成后的优化电阻值，包括：

通过对所述等效电阻网络进行仿真，获取通过所述多个工作电阻的电流值，通过改变电源负极位置，调整所述电源负极两侧的电阻值，增大所述等效电阻网络各工作电路的电流总值，和/或者，减小各工作电路的电流方差；

其中，所述工作电阻等效于所述微流体的工作流道，所述工作流道是在微流体中起关键散热作用的散热流道。