一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，包括搭建PIV实验台，测定粘弹性流体流动稳态后的速度场、离散压力值、粘弹性流体的动力粘度和密度；随后搭建全连接神经网络，利用速度场、压力值以及空间坐标点数据得到速度和压力对横、纵坐标的导数；并将数据变量以及动力粘度和密度设置为输入变量，导入基因表达式编程算法进行迭代寻优，得到用于描述粘弹性流体流动特性的本构方程，并结合实际工况的初始条件和边界条件，得到粘弹性流体的速度场，本发明专利技术克服了传统速度场重构模式缺乏明确物理含义以及目标流场区域构型无法灵活变化的问题，相比传统模式更具可靠性、准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于基因表达式编程和piv的粘弹性流体速度场重构的实现方法，特别是涉及到在piv粒子图像测速法测得了一定序列时间中的粘弹性流体速度场后，利用基因表达式编程对测得的数据进行处理得到隐含规律，进而对后续时刻粘弹性流体速度场进行重构并完成计算的方法。

技术介绍

1、近年来，微机电系统设备器件趋于高度微小型化和集成化，采用高效的传热技术，及时转移系统设备产生的高热流密度，是保证其可靠运行的有效手段。当装置尺寸降至微纳米量级时，单纯依靠牛顿流体的流动特性，即使采用复杂结构，由于极低的雷诺数，很难产生湍流，远远达不到所需的换热效果。steinberg等在2000年发现，牛顿流体中加入少量长链聚合物形成的粘弹性流体即使在低雷诺数下，由于弹性拉伸效应，仍可以表现出湍流的特征，也就是弹性湍流。

2、由于粘弹性流体在极低雷诺数下表现出的湍流特性，为航空航天与石油化工领域提供了全新的发展思路，弹性湍流有助于低流速下的流体掺混，低雷诺数下的强化换热等等。但目前粘弹性流体的非牛顿流动特性与传热协同等物理机制还缺乏准确的阐述，其复杂流动现象如何强化换热仍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，神经网络的输入为空间坐标x,y，输出为x轴横向速度场u，y轴纵向速度v与压力p。

3.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，得到u2,v2,uv关于空间的导数(uv)y,(uv)x，以及u,v,p关于空间的导数ux,uy,vx,vy,uxx,uyy,vxx,vyy,px,py。

4.根据权利要求3所述的...

【技术特征摘要】

1.一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，神经网络的输入为空间坐标x,y，输出为x轴横向速度场u，y轴纵向速度v与压力p。

3.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，得到u2,v2,uv关于空间的导数(uv)y,(uv)x，以及u,v,p关于空间的导数ux,uy,vx,vy,uxx,uyy,vxx,vyy,px,py。

4.根据权利要求3所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的速度场计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将以及放置在基因表达式编程算法左侧，通过迭代寻优得到与的显式格式。

5.根据权利要求4所述的一种基于基因表达式编程的粘弹性流体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢浩运，喻一桐，张赫轩，姚贵策，赵瑾，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：