[发明专利]一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法

权利要求书

1.一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：建立基于GA的SVR的预测模型；

Step2：收集实验的数据；

Step3：将数据划分为训练集和测试集，对数据作归一化处理并映射；

Step4：使用步骤4中归一化后的训练集数据用于GA对SVR模型惩罚因子C和径向基核函数的核参数g的参数优化；

Step5：经过GA的优化后，确定SVR的最优参数；

Step6：利用训练好的预测模型探究ZrO₂掺杂DyTaO₄陶瓷热障涂层材料实验中使热导率最低的最佳ZrO₂掺杂。

2.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step1中选择低特征维数、样本含量不大、参数较少、计算方便的径向基函数，表达式为：

式中，σ为核函数参数，为简便计算，令g＝1/2σ²。

3.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step2中选取ZrO₂掺杂DyTaO₄陶瓷热障涂层材料使用中的成分和温度以及所测的热导率作为样本数据：其中成分包括Dy，Ta，Zr的浓度，其中Zr的浓度即为所掺杂的ZrO₂浓度。

4.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step3中数据归一化处理映射到[-1,1]。

5.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step3中的归一化处理为mapminmax函数，其数学公式为：

式中，y是归一化后的值，y_max，y_min为没列的最大值和最小值，x_max，x_min是每行的最大值和最小值。如果某行的数据全部相同，此时x_max＝x_min，除数为0，则此时数据不变。

6.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step4具体步骤如下：

Step41：GA寻优的具体参数设定：最大进化代数为m，种群最大数量为n，C的搜索范围为[c1,c2]，g的搜索范围为[g1,g2]；

Step42：初始化种群；随机产生z个染色体(每个基因由0或1构成)；

Step43：计算各染色体的适应度；以训练样本的留一交叉验证结果生成的均方误差(MSE)的均值作为适应度函数；

Step44：选择操作，根据种群中个体的适应度的大小，通过轮盘赌或者期望值方法，将适应度高的个体从当前种群中选择出来；

Step45：交叉操作，将上一步骤选择的个体，用一定的概率阀值Pc控制是否利用单点交叉、多点交叉或者其他交叉方式生成新的交叉个体；

Step46：变异操作，由于是二进制编码，随机选择发生变异的基因，该基因若为0，则变异为1；反之，则变异为0；

Step47：用一定的概率阀值Pm控制是否对个体的部分基因执行单点变异或多点变异，否则返回步骤43。

7.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step5中惩罚因子C和径向基核函数g，并将参数代入SVR模型用于训练，并利用统计学参数，评价模型的精度。

8.根据权利要求1所述的一种稀土钽酸盐热障涂层材料的热导率预测方法，其特征在于：所述Step5中用统计参数如相关系数(R2)、均方误差(MSE)来评估所研究模型的准确性和可靠性，公式如下：

式中，y为实际值，为其均值，预测值为

式中y_i是实际值，f(x_i)是预测值。