[發(fā)明專利]一種基于遺傳學(xué)算法的逆推開孔發(fā)泡材料參數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110678395.0
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113593659B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)文;吳量
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G16C20/70;G06N3/126
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷

1.一種基于遺傳學(xué)算法的逆推開孔發(fā)泡材料參數(shù)的方法，其特征在于，應(yīng)用于單層多孔材料，包括以下步驟：

步驟一、以向量形式表示待測開孔發(fā)泡材料的聲學(xué)參數(shù)和物理參數(shù)，對其進(jìn)行編碼生成二進(jìn)制的染色體種群；

步驟二、而后經(jīng)過解碼帶入吸聲系數(shù)仿真模型中計(jì)算仿真吸聲系數(shù)，將所述仿真吸聲系數(shù)與通過實(shí)驗(yàn)測得的實(shí)驗(yàn)吸聲系數(shù)帶入目標(biāo)函數(shù)中計(jì)算，利用遺傳算法篩選出目標(biāo)函數(shù)結(jié)果較優(yōu)的種群個(gè)體；

步驟三、對所述較優(yōu)的種群個(gè)體進(jìn)行變異、交叉操作，生成新的染色體種群，重復(fù)執(zhí)行步驟二進(jìn)行篩選，直到篩選出的種群個(gè)體所求目標(biāo)函數(shù)平均值公差滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)對應(yīng)的種群個(gè)體中的各個(gè)參數(shù)即為要求的待測開孔發(fā)泡材料的聲學(xué)參數(shù)和物理參數(shù)；

對所述步驟二中解碼后的二進(jìn)制染色體種群中的各個(gè)參數(shù)設(shè)置約束條件，所述約束條件設(shè)置為

100σ1000000?10e^-4Λ1

0.01Φ0.99?10e^-4Λ'1

1α_∞4?10e^-4k'_o1

10ρ100?500E1000000

0.01η0.2?0ν0.5

其中，f_r表示待測開孔發(fā)泡材料的共振頻率，即為通過梯度下降法獲得實(shí)驗(yàn)吸聲系數(shù)曲線發(fā)生共振峰谷現(xiàn)象的頻率點(diǎn)，h表示厚度，ρ表示體密度，E表示楊氏模量，ν表示泊松比、η表示阻尼損耗因子，Φ表示孔隙率、σ表示流阻率、α_∞表示彎曲度、k₀′表示靜態(tài)熱滲透因子、Λ'表示熱特征長度和Λ表示粘性特征長度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳學(xué)算法的逆推開孔發(fā)泡材料參數(shù)的方法，其特征在于：所述目標(biāo)函數(shù)Fitness設(shè)置為

其中，α^T、α^s分別是實(shí)驗(yàn)吸聲系數(shù)和仿真吸聲系數(shù)的離散點(diǎn)集，var[α^T]和var[α^s]分別表示它們的方差，n表示測試吸聲系數(shù)的頻率點(diǎn)個(gè)數(shù)，和分別表示頻率z處實(shí)驗(yàn)吸聲系數(shù)和仿真吸聲系數(shù)的結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于遺傳學(xué)算法的逆推開孔發(fā)泡材料參數(shù)的方法，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)吸聲系數(shù)通過阻抗管測量法得到，其對應(yīng)的公式為，

其中，R_T表示材料表面的反射系數(shù)，H₁、H₂和H₁₂分別表示入射波和反射波以及傳遞函數(shù)，x₁、x₂分別表示測試樣品與阻抗管內(nèi)兩個(gè)傳聲器的距離，k_o表示波數(shù)；

所述吸聲系數(shù)仿真模型設(shè)置為Biot-JCAL模型表征的吸聲系數(shù)，其對應(yīng)的仿真吸聲系數(shù)公式為

其中，是第i層中材料其流體部分的特征阻抗，是固相部分的特征阻抗；μ_i,i＝1,2表示多孔材料中兩種縱波的空氣與框架傳播速度的比值；Z_c、Z_s分別表示空氣的特征阻抗和材料表面特征阻抗，δ₁和δ₂表示流相和固相中的兩個(gè)縱波的復(fù)波數(shù)；

以向量形式表示待測開孔發(fā)泡材料的聲學(xué)參數(shù)和物理參數(shù)，其向量設(shè)置為