[发明专利]一种高温混合气体红外辐射特性快速计算方法

权利要求书

1.一种高温混合气体红外辐射特性快速计算方法，其特征在于，包含步骤：

S1、选取径向基神经网络的输入变量、输入变量空间及输出变量；

S2、在输入变量空间内选取样本点，构建样本集A；

S3、基于样本集A，构建训练集M；

S4、基于训练集M，训练径向基神经网络，生成待评估的高温混合气体吸收系数快速计算模型；

S5、对待评估的高温混合气体吸收系数快速计算模型进行测试评估。

2.如权利要求1所述的高温混合气体红外辐射特性快速计算方法，其特征在于，步骤S1包含：

S11、建立光谱吸收系数的神经网络的快速计算模型，选取混合气体温度T、混合气体总压力P、CO₂气体摩尔分数和水蒸气摩尔分数为输入变量；

S12、分别设定T、P、的取值范围，上述4个参数范围构成输入变量空间；

S13、选取高温CO₂和水蒸气混合气体的光谱吸收系数κ_η为输出变量，其光谱分辨率为0.02cm^-1，光谱吸收系数覆盖的波数范围为2000～2500cm^-1。

3.如权利要求2所述的高温混合气体红外辐射特性快速计算方法，其特征在于，步骤S2包含：

S21、在输入变量空间内，T、P、和按照可设定的取样规则进行取样，取样值满足

S22、选取样本点其中，q为样本点序号，z为样本点的数量；全部样本点X_q的集合构成样本集A。

4.如权利要求3所述的高温混合气体红外辐射特性快速计算方法，其特征在于，步骤S3包含：

S31、获取CO₂和水蒸气的谱线信息：

自CDSD-4000中获取CO₂气体分子的谱线信息：谱线中心波数谱线线强低态能其中，i为谱线序号，T₀＝296K；

自HITEMP-2010中获取水蒸气气体分子的谱线信息：谱线中心波数谱线线强低态能

S32、初始化q＝1；

S33、从A中取样本点输入；

S34、获取CO₂和水蒸气的配分函数

自CDSD-4000中获取CO₂的配分函数

水蒸气的配分函数通过以下计算公式计算：

其中，为水蒸气的振动配分函数，为水蒸气的转动配分函数；通过以下计算公式计算：

其中，χ_w为基频频率；g_w为与χ_w相对应的简并度；c为光速；h为普朗克常数；K为玻尔兹曼常数；B为转动常数；

S35、基于CO₂、水蒸气的谱线信息和配分函数，分别计算CO₂单个气体分子第i条谱线在温度T_q时的谱线线强和水蒸气单个气体分子第i条谱线在温度T_q时的谱线线强计算公式为：

S36、基于和计算CO₂和水蒸气在η波数处的光谱吸收系数和

设置谱翼截断条件为谱线半宽的2倍，计算公式为：

其中，为第i条谱线对波数η处的吸收系数贡献值；分别为CO₂和水蒸气的谱线线型函数；

至此，得到CO₂和水蒸气的光谱吸收系数和

S37、基于样本点X_q，以及CO₂和水蒸气的光谱吸收系数和计算与输入变量-样本点X_q相对应的输出变量真实值-真实吸收系数κ_ηq′，计算公式为：

其中，N_A为阿伏伽德罗常数；R为理想气体常数；

S38、将X_q和κ_ηq′加入训练集M，判断是否完成样本集A中全部样本点的计算：

否，q＝q+1，返回S33输入下一样本点；

是，退出迭代，训练集M生成完毕。