[发明专利]预测发泡材料气泡破裂的方法、系统及计算机可读介质

权利要求书

1.一种预测发泡材料气泡破裂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，选择一个样本空间来预测未来时间范围内的气泡破裂临界点，通过提取气泡的面积、当量直径、几何中心、速度、加速度特征参数获取发泡材料的气泡体积数据，作为样本空间；

S2，将选择的样本空间进一步划分为多个子区间；

S3，对于每个子区间，采用粒子群优化算法拟合对数周期幂律模型中的参数，确立对数周期幂律模型，并获得临界点；

临界点的对数周期幂律模型的形式如下：

其中，3个线性参数m为幂次加速度，为对数周期振动频率，为相位，4个非线性参数为临界时间点、即对数周期幂律模型预测的临界点，都是振幅，是破裂点的序列对数，代表着向上的加速，刻画了临界点形成起源处的正反馈机制的超指数特征，描述了可能存在的恐慌加速度分层级联，该级联打断了临界点的过程的周期型震荡；具体来说，A对应于气泡的体积初始值，B对应于气泡速度，C为气泡增长的直径，m为气泡加速度，余弦部分用以刻画气泡面积增长的波动过程，为气泡临近破裂的时间，为气泡测量的初始时间，就是所求的气泡临近破裂点时的气泡体积，；

S4，针对每个子区间的对数周期幂律模型拟合结果，运用Lomb周期图验证对数周期幂律模型拟合的曲线和临界点是否有效，由Lomb周期图验证的临界点为气泡破裂临界点。

2.根据权利要求1所述的预测发泡材料气泡破裂的方法，其特征在于，S3中粒子群优化算法首先在取值范围内随机初始化粒子速度和位置，然后迭代优化，直到满足停止优化目标，得到对数周期幂律模型的非线性参数以及线性参数。

3.根据权利要求2所述的预测发泡材料气泡破裂的方法，其特征在于，S3中

用粒子群优化算法求解对数周期幂律模型中的非线性待估参数时，每个候选解为一个粒子，并表示4维空间中的一个点；

设4维搜索空间中共有M个粒子，每个粒子i的位置为，速度为，粒子的个体最优解为，粒子的全局最优解为，粒子i在4维空间中通过以下方程更新速度和位置：

其中，，，是粒子i第k+1次迭代的速度，w是惯性权重因子，代表先前速度对当前速度的影响，表示粒子i第k次迭代的速度，c₁和c₂是学习因子，调节粒子分别在个体最优和全局最优的方向，r₁和r₂是0到1的随机数，是粒子i第k次迭代的个体最优解，是全局最优解，是粒子i第k次迭代的位置，表示一个可行解。

4.根据权利要求3所述的预测发泡材料气泡破裂的方法，其特征在于，S4中运用Lomb周期图测试粒子群优化算法得到的对数周期幂律模型的周期性频率和是否是持续的，以确定对数周期幂律模型拟合的曲线和临界点是否有效；

Lomb周期图首先预设频率序列，其中，N是预先给定频率序列的长度；对于给定的频率f，功率谱密度可通过Lomb周期图分析计算如下：

其中，，时间偏移为：

然后从生成的中删除无效值，如果系列中没有有效值，则Lomb周期图拒绝原假设，对数周期幂律模型对临界点的计算无效。