[发明专利]喷雾液滴尺寸分布估算方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开一种喷雾液滴尺寸分布估算方法、系统、电子设备及存储介质，涉及液体燃料推进技术领域，方法包括获取喷雾液滴在设定位置处的特征直径；根据所述特征直径利用遗传算法和牛顿迭代法对特征直径约束条件下的非线性方程组进行求解，得到拉格朗日因子；所述非线性方程是利用最大熵原理和拉格朗日因子方法确定的；根据所述特征直径和所述拉格朗日因子确定液滴尺寸的概率密度函数；所述概率密度函数用于对喷雾液滴尺寸分布进行估算，本发明可得到任意流向位置的液滴粒径分布，预测液滴的尺寸分布。

技术领域

本发明涉及液体燃料推进技术领域，特别是涉及一种喷雾液滴尺寸分布估算方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

对于超声速横向气流中的液体射流喷雾特性的研究主要集中在喷雾空间分布和雾化特性，然而，能够获取喷雾液滴动态信息，分析喷雾雾化特性的试验结果依然匮乏，阻碍了对于喷雾混合过程的进一步认知。因此需要对喷雾特性展开进一步的研究，深化对物理过程的认识，从机理上分析喷雾空间分布和雾化特性，实现对喷雾特性的预测。

液体雾化在工业领域中被广泛应用，喷雾的各类平均直径和液滴尺寸分布是衡量雾化效果的重要指标，在研究和工程应用中可以作为气液混合效果的指标。采用某一类平均直径描述喷雾的雾化质量并不能完全体现喷雾特征，想要更为深入的研究必须分析液滴尺寸的分布，由于喷雾的非定常特性，描述喷雾分布通常采用概率统计方法。

液滴尺寸分布就是以液滴直径作为自变量的液滴概率密度函数，常用的有两种表达形式，一种是关于液滴数目的分布，即某种尺寸的液滴数量占液滴总数的比重。一种是关于液滴体积的分布，即某种尺寸的液滴体积占喷雾总体积的比重。但是现在表示液滴尺寸分布的方案并不能任意流向位置的液滴粒径分布。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷雾液滴尺寸分布估算方法、系统、电子设备及存储介质，可得到任意流向位置的液滴粒径分布，预测液滴的尺寸分布。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种喷雾液滴尺寸分布估算方法，包括：

获取喷雾液滴在设定位置处的特征直径；

根据所述特征直径利用遗传算法和牛顿迭代法对特征直径约束条件下的非线性方程组进行求解，得到拉格朗日因子；所述非线性方程是利用最大熵原理和拉格朗日因子方法确定的；

根据所述特征直径和所述拉格朗日因子确定液滴尺寸的概率密度函数；所述概率密度函数用于对喷雾液滴尺寸分布进行估算。

可选地，根据所述特征直径利用遗传算法和牛顿迭代法对特征直径约束条件下的非线性方程组进行求解，得到拉格朗日因子，具体包括：

根据所述非线性方程组确定遗传算法的目标函数；

根据所述特征直径和所述目标函数利用遗传算法对所述非线性方程组进行求解，得到初始解；

根据所述初始解利用牛顿迭代法进行迭代，得到拉格朗日因子。

可选地，根据所述初始解利用牛顿迭代法进行迭代，得到拉格朗日因子，具体包括：

根据所述初始解计算雅克比矩阵，得到计算结果；

根据所述计算结果和所述初始解确定新一代结果；

根据所述初始解和所述新一代结果判断是否收敛，得到判断结果；

若所述判断结果为是，则根据所述初始解确定拉格朗日因子；

若所述判断结果为否，则利用所述新一代结果对所述初始解进行更新，并返回步骤“根据所述初始解计算雅克比矩阵，得到计算结果”。

本发明还提供一种喷雾液滴尺寸分布估算系统，包括：