[发明专利]一种基于响应面的换热压降关联式的快速预测方法

摘要

一种基于响应面的换热压降关联式的快速预测方法，基于响应面的多因素设计、交互项考评和试验方案优化功能，快速获取换热结构传热与流动性能的非线性回归模型，经推理变形后最终获得换热压降关联式；本发明可以高效、快速获取以幂函数为基本函数形式的关联式，该方法适用范围广，尤其适用于换热结构复杂、因素交互作用明显的关联式预测；采用本发明提出的关联式预测方法，可以处理存在参数交互作用的非线性问题，快速获取换热压降关联式，为换热器的设计和改进提供参数优化方向；同时，该方法从统计学角度预处理参数值，选取和设计具有统计意义的代表性试验点，实现了试验方案的科学安排，能够大幅降低试验成本、缩短产品开发周期。

主权项

1.一种基于响应面的换热压降关联式的快速预测方法，其特征在于：1)基于传热学和流体力学原理，提取影响换热结构的换热和压降性能的所有结构参数和工质热力参数，并根据换热与压降关联式中各参数的取值涵盖范围，基于响应面分析的试验点设计准则，确定各参数的试验水平，并构造以换热结构参数与工质热力参数为试验自变量的参数组合，即试验设计点，填充到试验参数设计原型表中的自变量栏；2)按照试验参数设计原型表的试验设计点布置情况，对各组试验设计点进行换热与压降性能的实验测定或仿真计算，获取各试验设计点的换热量和压降的实验或仿真原始数据，基于传热学和流体力学基本原理，对换热量和压降数据进行无量纲处理，最终获得表征换热结构各试验设计点换热和压降性能的无量纲参数即试验因变量，填充在试验参数设计原型表中的因变量栏，完成试验参数设计原型表的构造；3)基于待拟合关联式的函数形式，分别对试验参数设计原型表中各试验设计点的自变量和因变量进行相应的函数变换，经函数变换后的自变量参数即换热结构参数与工质热力参数值作为试验参数设计操作表中的因素，经函数变换后的因变量参数，即换热结构换热和压降性能无量纲参数值，作为试验参数设计操作表中的响应值，完成用于拟合换热结构换热和压降关联式的试验参数设计操作表构造；4)根据试验参数设计操作表的信息，基于响应面方法得到换热和压降响应值随各因素变化的复杂函数关系模型，并通过模型方差分析(ANOVA)，获得各因素的P因子，通过检验表征因素影响显著性大小的P因子，筛选出模型的显著影响因素项，并剔除影响不显著的因素项，最终得到换热和压降的因素影响性方程；5)基于换热和压降的因素影响性方程，对因素影响性方程进行函数逆变换，最终获得表征换热结构换热和压降特性的关联式。