[發(fā)明專利]一種基于代理模型的海洋條件下大容器液位快速預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210066908.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN114510887B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晨陽;韋曉靜;夏庚磊;張?jiān)獤|;王航;彭敏俊;成守宇;朱海山;杜雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F30/27;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于代理模型的海洋條件下大容器液位快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）建立大容器自由液面的CFD模型：使用能夠詳細(xì)表征大容器內(nèi)部水力學(xué)狀態(tài)的計(jì)算流體力學(xué)CFD程序建立裝液大容器的幾何模型，確定大容器尺寸、初始靜態(tài)液位高度和容器內(nèi)液體物性；

（2）在不同的海洋條件作用下，上述的大容器發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將復(fù)雜多自由度運(yùn)動(dòng)逐一分解為幾種典型單自由度運(yùn)動(dòng)，包括橫蕩、縱蕩、垂蕩、橫搖、縱搖和艏搖；分析各單一運(yùn)動(dòng)條件下裝液大容器內(nèi)液體的受力特點(diǎn)，對(duì)所述液體所受切向力、科式力、重力和離心力在非慣性坐標(biāo)系下分別展開受力分解；

（3）分析海洋條件對(duì)容器內(nèi)液體的作用機(jī)理，對(duì)所述單一運(yùn)動(dòng)分別建立不同方向上的附加力模型，修改CFD程序的本構(gòu)模型，使其能夠準(zhǔn)確模擬海洋條件對(duì)大容器液位的影響；

（4）對(duì)所述不同海洋條件下大容器自由液面進(jìn)行CFD模擬分析，改變海洋條件狀態(tài)參數(shù)，通過數(shù)值計(jì)算得到對(duì)應(yīng)條件下的計(jì)算結(jié)果即容器內(nèi)液體的水力學(xué)參數(shù)，所述海洋條件狀態(tài)參數(shù)包括：海洋條件運(yùn)動(dòng)形式、幅值和頻率，液體的水力學(xué)參數(shù)包括：液位動(dòng)態(tài)變化值；以此構(gòu)建CFD模擬數(shù)據(jù)庫；

（5）利用所述CFD模擬數(shù)據(jù)庫，按輸入變量和輸出變量之間的關(guān)系整理得到大容器液位的訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，輸入變量即海洋條件參數(shù)，輸出變量即不同條件參數(shù)對(duì)應(yīng)的自由液位參數(shù)，構(gòu)建海洋條件下大容器液位代理模型，并根據(jù)所選模型，合理設(shè)置模型內(nèi)部參數(shù)，輸入層、隱藏層和輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，輸入層神經(jīng)元有三個(gè)，分別是運(yùn)動(dòng)形式、幅值和頻率，輸出層神經(jīng)元有一個(gè)，為相應(yīng)條件參數(shù)下的液位瞬時(shí)值，隱藏層神經(jīng)元個(gè)數(shù)按照經(jīng)驗(yàn)公式確定；

（6）基于訓(xùn)練集數(shù)據(jù)對(duì)所述大容器液位代理模型進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證所構(gòu)建的代理模型，確保所得模型精度滿足預(yù)期要求；

（7）使用所構(gòu)建的海洋條件下大容器液位代理模型，以不同的海洋條件參數(shù)作為輸入條件，能夠快速預(yù)測(cè)在不同海洋條件下的大容器自由液位變化，服務(wù)于系統(tǒng)程序分析與控制。