[发明专利]一种流热耦合系统瞬态腔温代理模型及其构建方法

权利要求书

1.一种流热耦合系统瞬态腔温代理模型的构建方法，其特征在于，具体步骤包括：

将流热耦合系统的内腔结构垂直于第一流路和第二流路的流向方向进行压缩，获得内腔结构的平板；

沿气体流向的平板长度方向长度为x的微元导热微分dx为：

其中，x为沿气体流向的平板长度方

向的长度；ρ(x)为长度为x处的平板密度；c为平板的比热容；T(x)为平板长度为x处的平板温度；τ为检测时间；λ为平板导热系数；S为源项；

对于源项S，表达式为：

S＝(T_f1(x)-T(x)) h₁(x)tdx+(T_f2(x)-T(x)) h₂(x)tdx； (2)

其中，T_f1(x)为平板长度为x处的第一流路的流体温度，h₁(x)为平板长度为x处的第一流路的对流换热系数，T_f2(x)为平板长度为x处的第二流路的流体温度，h₂(x)为平板长度为x处的第二流路的对流换热系数；

将式(1)的集总化，表达式为：

将式(3)沿气体流向的平板长度方向积分：

平板两侧的第一流路和第二流路的能量方程表达式分别为：

其中，为第一流路的进口流量，T_f1,in为第一流路的进口温度，T_f1,out为第一流路的出口温度；为第二流路的进口流量，T_f2,in为第二流路的进口温度，T_f2,out为第二流路的出口温度；C_P为流体的定压比热容；

合并式(4)、(5)和(6)，获得平板模型：

其中，ρ^*为模化平板密度；T_f1^*为模化第一流路的流体温度；T_f2^*为模化第二流路的流体温度；T^*为模化平板温度；h₁^*为模化第一流路的对流换热系数；h₂^*为模化第二流路的对流换热系数；V为平板的体积；

模化平板模型，获得平板单侧换热模型：

其中，为集总对流换热系数，为集总对流换热面积；为集总流体温度；

由式(7)和(8)得：

整理式(9)和(10)，获得模化后的流热耦合系统内腔结构的代理模型：

其中，α为等效时间常数；β₁为第一黄河指数；β₂为第二黄河指数。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：

获取最小需求参数集合及瞬态腔温标准值；

基于瞬态腔温标准值，采用最小需求参数集合对所述流热耦合系统内腔结构的代理模型训练，不断收敛所述流热耦合系统内腔结构的代理模型。

3.一种流热耦合系统瞬态腔温代理模型，其特征在于：所述代理模型为：

其中，α为等效时间常数；T^*为模化平板温度；τ为检测时间；为集总流体温度；β₁为第一黄河指数；β₂为第二黄河指数；T_f1,in为第一流路的进口温度，T_f1,out为第一流路的出口温度；T_f2,in为第二流路的进口温度，T_f2,out为第二流路的出口温度；T_f1^*为模化第一流路的流体温度，T_f2^*为模化第二流路的流体温度。

4.根据权利要求3所述的代理模型，其特征在于：所述代理模型基于将流热耦合系统的内腔结构垂直于第一流路和第二流路的流向方向进行压缩后，获得内腔结构的平板；平板模型为：

其中，ρ^*为模化平板密度；h₁^*为模化第一流路的对流换热系数，h₁^*＝h₁(η)；h₂^*为模化第二流路的对流换热系数；V为平板的体积。