[发明专利]汽车行业机加工厂房车间的气流速度预测方法

权利要求书

1.一种汽车行业机加工厂房车间的气流速度预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用CFD模拟软件对待预测的速度场进行气流速度模拟，获取环境气流速度样本数据；

S2：对步骤S1中得到的环境气流速度样本数据沿X、Y、Z三个相互垂直的方向分解为三组样本速度分量数据；

S3：对步骤S2中得到的每组样本速度分量数据进行处理得到对应的速度分量矩阵；

S4：对速度分量矩阵进行处理得到自协方差矩阵；

S5：对自协方差矩阵进行本征正交分解，得到的一组本征正交基；将该正交基作为基函数，对速度分量数据进行函数展开计算得到模态系数；

S6：将模态系数通过线性插值法重构，得到连续变化条件下的速度分量数据；

S7：将三组速度分量数据进行矢量合成，得到连续变化条件下的速度场气流速度变化规律；

所述步骤S1包括：

S11：在CFD模拟软件中建立待预测场地的模型；

S12：在模型中对场地进行网格划分，并设定网格位置；

S13：设定N种送风工况，对应模拟得到每种送风工况下每个网格的气流速度数据作为环境气流速度样本数据，所述环境气流速度样本数据包括一一对应的送风工况、网格位置和气流速度数据，所述气流速度数据采用ASCII码表示；

所述步骤S3包括：将样本速度分量数据通过数据处理程序导入到excel文件中形成速度分量矩阵，所述速度分量矩阵的横坐标代表网格的位置，纵坐标代表送风工况，矩阵中的数据为对应送风工况下对应网格位置的速度分量数据；

所述步骤S4包括：

S41：对样本速度分量数据进行归一化处理，即将速度分量数据中每一列的每个数据都减去该列所有数据的平均值得到脉动矩阵（n=1，2，…，N）；

S42：将脉动矩阵的转置乘以脉动矩阵得到自协方差矩阵；

所述步骤S6包括将模态系数通过线性插值法获得模态系数在自变量空间内的连续函数，将模态系数的连续函数与脉动矩阵相乘后再与脉动矩阵相加重构连续变化条件下的速度分量数据。

2.如权利要求1所述的汽车行业机加工厂房车间的气流速度预测方法，其特征在于，所述步骤S13包括：获取部分工况的实测环境气流速度数据与模拟得到的相应工况下对应网格气流速度数据进行对比，校验模拟得到的气流速度数据的可靠性，将校验后的气流速度数据作为环境气流速度样本数据。

3.如权利要求1所述的汽车行业机加工厂房车间的气流速度预测方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

S51：对自协方差矩阵进行本征正交分解得该矩阵的特征值与特征向量，特征值λ_n（n=1，2，…，N），其中，特征向量_n（n=1，2，…，N），特征向量表达式如下：

；

其中，代表第i个正则特征值λ_i对应特征向量_i的第k个元素值；_k即为一组本征正交基，即为正交基对应的基函数；

S52：计算阶数M，0MN，使其满足λ_M0.99,λ_M+10.99；

S53：速度分量数据投影到彼此正交的基函数上时，速度分量数据表示如下：

；

将模拟速度分量数据投影到M阶模态之中，计算得到的一组最优标准正交基及速度分量数据在正交基上的投影系数。