[發明專利]汽車行業機加工廠房車間的溫度預測方法

有效

• 申請號: 202110871488.5
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113553790B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 吳照;趙新紅;陳雷田;王非
• 申請（專利權）人: 上海安悅節能技術有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍

本發明公開了一種汽車行業機加工廠房車間的溫度預測方法，包括采用計算流體力學模擬軟件對設定工況溫度場進行模擬，得到不同工況下的溫度場網格數據并對其進行本征正交分解；得到的一組本征正交基作為基函數，并計算得到模態系數，對待預測溫度場溫度數據進行函數展開；將模態系數通過線性插值法插值，得到連續條件變化下的機加工廠房環境溫度場變化矩陣。本發明通過CFD模擬方法獲取預測溫度，根據預測溫度采用本征正交分解的方法，得到模態系數，再對溫度場進行重構，耗費少量的時間，就能應對多種的邊界條件，且可以得到邊界條件連續變化下的溫度場變化規律；運用線性插值法，可得到連續變化條件下的溫度場變化規律。

技術領域

本發明涉及一種暖通空調空間內溫度預測方法，尤其涉及一種汽車行業機加工廠房車間的溫度預測方法。

背景技術

CFD(Computational?Fluid?Dynamics)，即計算流體動力學。CFD是近代流體力學，數值數學和計算機科學結合的產物，是一門具有強大生命力的交叉科學。它是將流體力學的控制方程中積分、微分項近似地表示為離散的代數形式，使其成為代數方程組，然后通過計算機求解這些離散的代數方程組，獲得離散的時間/空間點上的數值解。計算流體力學的基本特征是數值模擬和計算機實驗，它從基本物理定理出發，在很大程度上替代了耗資巨大的流體動力學實驗設備，在科學研究和工程技術中產生巨大的影響。隨著計算機的迅猛發展，CFD也得到了飛速發展，相比于費時耗材的實驗，CFD無疑提供了一個節約時間、節省金錢且操作安全的方式。

汽車行業的機加工領域可以通過預測廠房車間內的溫度場，然后調節暖通空調等使車間內環境更均勻，優化加工工藝。但目前在暖通空調領域的CFD模擬，僅能在已知送風工況的情況下確定溫度分布，且由于汽車行業機加工廠房車間內復雜的內部結構以及繁多的內擾量，CFD模擬需要耗費大量的時間，且只能應對給定的邊界條件，無法得到邊界條件連續變化下的溫度場變化規律。因此，需要一種簡單快速預測連續邊界條件變化下的機加工廠房車間溫度變化的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種汽車行業機加工廠房車間的溫度預測方法，在未知來流送風情況下預測空間溫度分布。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種汽車行業機加工廠房車間的溫度預測方法，包括如下步驟：S1：采用CFD模擬軟件對待預測的溫度場進行溫度模擬，獲取環境溫度樣本數據；S2：對步驟S1中得到的環境溫度樣本數據進行處理得到溫度矩陣；S3：對溫度矩陣進行處理得到自協方差矩陣；S4：對自協方差矩陣進行本征正交分解，得到的一組本征正交基；將該正交基作為基函數，對待預測溫度場數據進行函數展開計算得到模態系數；S5：將模態系數通過線性插值法重構，得到連續變化條件下待預測溫度場的溫度變化規律。

進一步地，所述步驟S1包括：S11：在CFD模擬軟件中建立待預測場地的模型；S12：在模型中對場地進行網格劃分，并設定網格位置；S13：設定N種送風工況，對應模擬得到每種送風工況下每個網格的溫度數據作為環境溫度樣本數據，所述環境溫度樣本數據包括一一對應的送風工況、網格位置和溫度數據，所述溫度數據采用ASCII碼表示。

進一步地，所述步驟S13包括：獲取部分工況的實測環境溫度數據與模擬得到的相應工況下對應網格溫度數據進行對比，校驗模擬得到的溫度數據的可靠性，將校驗后的溫度數據作為環境溫度樣本數據。

進一步地，所述步驟S2包括：環境溫度樣本數據通過數據處理程序導入到excel文件中形成溫度矩陣，所述溫度矩陣的橫坐標代表網格的位置，縱坐標代表送風工況，矩陣中的數據為對應送風工況下對應網格位置的溫度數據。

進一步地，所述步驟S3包括：S31：對溫度矩陣進行歸一化處理，即將溫度矩陣中每一列的每個數據都減去該列所有數據的平均值得到脈動矩陣V＝[v₁?v₂?…?v_n](n＝1，2，…，N)；S32：將脈動矩陣的轉置乘以脈動矩陣得到自協方差矩陣R＝V^TV。