含能材料构效关系分析和性能预估系统设计与实现

发布时间：2020-03-24 22:31

【摘要】：含能材料作为火炸药、火箭的主要动力能源,在军事、航天以及民用方面都有着广泛的用途,促使我国科研工作者在含能材料研究领域做出更大的突破。在传统的含能材料研究过程中想要获得性能更新的,往往需要经过大量复杂、繁琐和重复的实验,存在着效率低、成本大、劳动强度高、危险性强等诸多不利因素针对这一状况,采用数理统计分析算法对目前已公布的芳香类化合物性能与其分子结构关系的实验数据开展含能材料的性能与分子结构之间的构效关系分析研究,建立了相应的构效关系拟合模型,并据此模型设计实现了一套适用于芳香类化合物的构效关系分析及性能预测软件系统。系统集成了燃烧热性能、撞击感度性能、生成焓性能与结构参数的构效关系的分析、性能预估、含能材料构效关系数据管理及模拟仿真等计算结果展示等。为含能材料的计算机模拟仿真设计和新型同素异构体含能材料的性能预估及分子结构设计提供了软件工具,借此工具进行事先拟合仿真和数字模拟,将会有效减少实验次数、缩短开发周期及降低实验成本。主要的研究工作内容如下:(1)提出了一种改进的构效关系分析模型,该模型基于具有便于参数筛选的,支持对含能材料在燃烧热、撞击感度、生成焓性能与分子结构间的构效关系分析。(2)基于含能材料构效关系分析成果逆向建立含能材料性能预估算法,经验证表明性能预测与文献值有较高的拟合度(达95%)。(3)设计实现了含能材料分子构效关系分析及性能预估系统,满足含能材料设计、配方选材性能评价等需求。
【图文】：

流程图,多元线性回归模型,流程图,误差平方和

10图 2.1 多元线性回归模型流程图得到回归系数值后，代入式 2.4，求得未知因变量 Y，如式 2.5 所 un unY X（2模型参数的误差平方和如式 2.6 所示：

流程图,偏最小二乘法,基本思路,流程图

图 2.2 偏最小二乘法基本思路流程图在提取主成分中，应尽可能提取出具有代表性的自变量 X 和因变量 Y，在 X 矩阵中提取主成分1t ，1t 是px ,x, ,x12的线性组合，同理在 Y 中提取主成分1u ，1u 是qy ,y, ,y12的线性组合。实施 X 对主成分的回归建模，实施 Y对主成分的建模，如果建立的回归方程达到满意的精度，则回归建模过程结束，否则，利用 X 和 Y 的残余信息进行再次的成分提取。直至达到要求的精度，回归建模过程结束。偏最小二乘回归建立的拟合模型其具有预测精度高、稳健以及无需剔除等优点[44]。2.2.2 偏最小二乘法回归分析建模步骤假设自变量组 nppxxx X ,,,12 和因变量组 qqyyy n12Y ,, ,均为标准变量，，n 个样本，用矩阵的形式记录如下，
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52

【参考文献】