[發明專利]一種復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法

在審

• 申請號: 202110068179.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN113158538A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 衡益;黃耀鵬;洪敏;古江杭;羅玖
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.一種復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，包括人工神經網絡，其特征在于，所述人工神經網絡包括輸入層、卷積層、激活層、反卷積層與輸出層，所述方法的步驟如下：

S1通過大量偏微分方程正演模擬獲得溫度場數據集；

S2將數據集進行卷積；

S3對步驟S2獲得的卷積特征圖進行反卷積；

S4還原反卷積特征圖得到單通道輸出圖像；

S5獲得熱流密度分布。

2.根據權利要求1所述的復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，其特征在于，所述輸入層中，輸入設為時間幀為t_n，t_n-1的溫度場和蜂窩狀材料表面高度信息；所述輸出層中，輸出設為時間幀為t_n時刻的熱流密度分布。

3.根據權利要求1所述的復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，其特征在于，在進行卷積時，卷積核權重可由訓練數據通過誤差反向傳播獲得；定義時間幀t_n時溫度場上數據點溫度值為v_x,y，對應的卷積核權重為w_i,j,conv(g)表示卷積算子，卷積過程用以下公式表示：

4.根據權利要求3所述的復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，其特征在于，在引入反卷積之前，需要確定輸入圖像與卷積操作后的特征圖像間的壓縮關系，以便在后續反卷積過程中還原圖像的分辨率；定義卷積前圖像高為H，寬為W，卷積核移動步長為s，卷積過程中圖像的邊界填充值為p，卷積后圖像高為H'，寬為W'。根據卷積核的移動原則，H,W和H',W'的關系用以下公式表示：

5.根據權利要求1所述的復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，其特征在于，通過所述的反卷積層恢復圖像尺寸，構建觀測邊界上的溫度場信息Θ_m到未知瞬態熱流密度q_B的映射，獲得與溫度場矩陣Θ_m對應的圖像分辨率一致的熱流密度分布q_B對應圖像；根據步驟S2中的圖像壓縮比對特征圖像進行填充，填充值設為0，通過訓練數據的誤差反向傳播得到上采樣的卷積核權重。

6.根據權利要求1所述的復雜結構沸騰表面的熱流密度軟測量方法，其特征在于，所述激活層采用ReLU函數作為激活函數。