• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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聂仲恒, 汪丽, 高伟, 姜海鹏. 基于深度学习算法预测燃爆的临界淬熄直径[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0218
引用本文: 聂仲恒, 汪丽, 高伟, 姜海鹏. 基于深度学习算法预测燃爆的临界淬熄直径[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0218
NIE Zhongheng, WANG Li, GAO Wei, JIANG Haipeng. Prediction of critical quenching diameter based on deep learning algorithms[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0218
Citation: NIE Zhongheng, WANG Li, GAO Wei, JIANG Haipeng. Prediction of critical quenching diameter based on deep learning algorithms[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0218

基于深度学习算法预测燃爆的临界淬熄直径

doi: 10.11883/bzycj-2025-0218
基金项目: 国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC3080700);国家自然科学基金(52374185);

Prediction of critical quenching diameter based on deep learning algorithms

  • 摘要: 聚焦密闭管道可燃气体燃爆火焰淬熄安全防护需求,基于燃气组分、管道几何、初始条件及多孔介质结构参数构建九维特征空间,建立了多孔介质临界淬熄直径预测模型。为突破传统经验公式精度不足与应用局限性,通过系统性的超参数优化与模型验证,深入对比并证实了Transformer架构在临界淬熄直径预测问题上的显著优越性:其预测性能(平均绝对误差MAE = 0.068, 均方误差MSE = 0.008, 相关系数R2 = 0.928)显著超越了广泛应用的卷积神经网络(CNN)模型(MAE = 0.079, MSE = 0.012, R2 = 0.906),不仅整体误差更低,且对离群点的鲁棒性更强。深入分析发现,Transformer模型的核心优势源于其自注意力机制对淬熄过程中关键临界特征的精准捕获与高效建模能力。在数据归一化敏感性验证中,Transformer模型展现出优异的鲁棒性,这归功于其层归一化机制所赋予的特征解耦与稳定表示能力。基于上述系统性评估,最终确立Transformer模型为预测多孔介质临界淬熄直径的最优模型,为燃爆安全防控策略的量化制定及管道阻火器安全性能的精细化设计提供了强大的、可操作的决策支持工具,具有重要的理论指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-14
  • 网络出版日期:  2026-04-09

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