【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及cfd不确定度量化，具体是一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法。
技术介绍
1、随着数值方法、高性能计算机等学科的持续进步，计算流体力学（computationalfluid dynamics,cfd）在航空航天、能源动力、交通运载等重型装备工程领域获得愈加广泛的应用。但由于流体力学问题本身的随机性或目前认知水平的局限性，cfd中存在不可忽视的不确定因素，给工程预测和决策带来潜在的重大风险。
2、在高速流动中，由于强压缩和粘性耗散作用，气体温度急剧升高，空气分子会发生离解、电离等一系列复杂化学反应，使得气体的热力学性质和流场特性发生改变（称为真实气体效应），严重影响了高速飞行器的气动力、气动热特性。为了预测真实气体效应影响下的流场，需要引入化学动力学模型，如经典的dunn-kang模型、park模型等；而化学反应动力学模型的关键在于确定各个化学反应的速率常数，在经典化学动力学模型中通常根据多个试验结果进行拟合或直接选择单个试验者的测量数据。然而，不同试验测量得到的化学反应速率存在较大差异（可达一个量级以上），所以导致不同化学动力学模型得到的化学反应速率存在较大的不确定性。因此，如何科学、合理地量化化学反应速率的不确定性，对于高速流动模拟的可信度评估至关重要。
3、化学反应速率的不确定性表征是进行化学反应速率不确定度量化的前提。现有研究中，通常基于主观判断，假设化学反应速率服从以经典化学动力学模型基准值为均值的对数正态分布。但是如此假设并没有合理利用真实的试验数据信息，也没有考虑不同经
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，解决现有技术存在的难以准确表征化学反应速率的不确定性等问题。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
3、一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，基于试验数据及化学动力学模型的反应速率结果，对化学反应速率的不确定性进行表征。
4、作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：
5、s1，选择某一化学动力学模型的反应速率结果为基准值，计算不同温度下试验数据与基准值的比值，或计算不同温度下不同化学动力学模型的反应速率结果与基准值的比值，将比值记为化学反应速率比例因子，采用化学反应速率比例因子的不确定性表示化学反应速率的不确定性；
6、s2，估计得到核密度函数；
7、s3，依据估计得到的核密度函数，计算化学反应速率比例因子的累积分布函数，完成化学反应速率的不确定性表征。
8、作为一种优选的技术方案，步骤s2中，采用核密度估计方法，选定核函数和带宽，估计得到核密度函数。
9、作为一种优选的技术方案，步骤s2中，核函数为以下的一种：高斯核函数、三角形核函数、epanechnikov核函数。
10、作为一种优选的技术方案，步骤s2中，根据matlab中的核密度估计函数选择带宽，或自行设定带宽。
11、作为一种优选的技术方案，步骤s2中，得到的核密度函数为：
12、；
13、其中，表示核密度函数，i表示随机样本的编号，n表示随机样本的数量，表示第i个随机样本，h表示带宽， z表示任意实数值，表示核函数。
14、作为一种优选的技术方案， z为随机样本的定义域内的数值。
15、作为一种优选的技术方案，步骤s3中，累积分布函数为：
16、；
17、其中，表示累积分布函数，t表示内的任意数值，表示核函数的积分。
18、作为一种优选的技术方案，。
19、作为一种优选的技术方案，化学动力学模型为以下的一种或多种：dunn-kang模型、park模型、gupta模型。
20、本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
21、（1）本专利技术相较于主观的以对数正态分布来表征化学反应速率的不确定性的方法，能够更科学、合理的利用现有的试验数据和经典化学动力学模型结果信息；
22、（2）相较于将化学反应速率主观假设为对数正态分布，本专利技术给出化学反应速率95%置信区间能覆盖所有试验和经典化学动力学模型结果，大大减少了化学反应速率不确定性表征过程中由表征模型带来的不确定性。
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1.一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，基于试验数据及化学动力学模型的反应速率结果，对化学反应速率的不确定性进行表征。
2.根据权利要求1所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤S2中，采用核密度估计方法，选定核函数和带宽，估计得到核密度函数。
4.根据权利要求3所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤S2中，核函数为以下的一种：高斯核函数、三角形核函数、Epanechnikov核函数。
5.根据权利要求2所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤S2中，根据MATLAB中的核密度估计函数选择带宽，或自行设定带宽。
6.根据权利要求3所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤S2中，得到的核密度函数为：
7.根据权利要求6所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤S3中，累积分布函数为：
9.根据权利要求8所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，化学动力学模型为以下的一种或多种：Dunn-Kang模型、Park模型、Gupta模型。
...【技术特征摘要】
1.一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，基于试验数据及化学动力学模型的反应速率结果，对化学反应速率的不确定性进行表征。
2.根据权利要求1所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤s2中，采用核密度估计方法，选定核函数和带宽，估计得到核密度函数。
4.根据权利要求3所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤s2中，核函数为以下的一种：高斯核函数、三角形核函数、epanechnikov核函数。
5.根据权利要求2所述的一种流动模拟中化学反应速率的不确定性表征方法，其特征在于，步骤s2中，根据matl...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵娇，肖维，陈江涛，吕罗庚，张培红，沈盈盈，赵炜，胡向鹏，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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