本发明涉及热传导,具体涉及温度场分布的确定方法、装置、计算机设备、介质及产品。
背景技术:
1、热传导问题涉及热量在物体内部或物体之间的传递,热传导问题的实际应用十分广泛,比如在材料科学和工程中,被用来研究材料内部的温度分布,这对于涉及散热结构、了解材料的稳定性和热导率等方面至关重要。
2、在对热传导问题的研究过程中,需要在特定的应用场景下融入特定的条件,并得到准确的温度场分布,才具有研究意义。相关技术中对于热传导问题,通常通过泊松方程表征,例如使用泊松方程确定温度场分布,但是这种方法无法考虑复杂的环境和限制条件,因此得到的温度场分布不准确。
3、虽然可通过数值分析方法克服上述问题,但是数值分析方法对硬件性能要求较高,计算规模大,耗费的算力较大,导致在分析热传导问题过程中,消耗的时间较长,在环境条件和边界条件等无法确定的因素发生变化后,得到的温度场分布还是变化之前的,因此无法准确得到当下的温度场分布,效率低下,浪费计算资源。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种温度场分布的确定方法、装置、计算机设备、介质及产品,以解决求解时耗费的算力大,导致分析热传导问题效率低下,浪费计算资源的问题。
2、第一方面,本发明提供了一种温度场分布的确定方法,包括:获取用于表征待确定温度场分布的线性系统对应的优化指标信息;并根据获取到的解向量信息和优化指标信息,确定目标优化信息;其中,优化指标信息通过函数表征;解向量信息表示优化指标信息对应的解向量的二进制表达形式信息;目标优化信息表示二进制的没有约束条件的优化信息;根据目标优化信息和概率计算算法,得到比特串输出值;其中,概率计算算法表示用概率比特进行概率计算的算法;将比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至得到目标比特串输出值;基于目标比特串输出值,通过求解线性系统的方式确定温度场分布。
3、本发明获取用于表征待确定温度场分布的线性系统对应的优化指标信息,优化指标信息通过函数表征,将对于温度场分布的研究转化为对线性系统的研究,简化研究过程,提高研究效率。本发明根据获取到的解向量信息和优化指标信息,确定目标优化信息,目标优化信息表示二进制的没有约束条件的优化信息,二进制的表达形式简洁明了,减少参数的大量使用,节约资源,简化计算过程。本发明根据目标优化信息和用概率比特进行概率计算的概率计算算法,得到比特串输出值,概率计算算法在处理非线性规划和多体系统问题方面具有性能优势,因此使用概率计算算法可提升算力,节约计算资源,同时,在室温条件下运行,使得比特串输出值更接近实际情况,提高温度场分布研究的准确性。本发明将比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至得到目标比特串输出值,预设迭代规则通过不断重复、反馈和调整来优化结果,逐步逼近目标,实现持续改进,从而使得得到的目标比特串输出值更加准确。本发明基于目标比特串输出值,通过求解线性系统的方式确定温度场分布,由于目标比特串输出值是经过多次迭代产生的结果,因此利用目标比特串输出值求解线性系统,得到的结果更加准确,对温度场分布的分析也更加准确,更加符合实际情况。本发明提高求解问题的算力,降低了对硬件性能的要求,节约计算资源和时间,当环境条件和边界条件等无法确定的因素发生变化后,能够立刻得到当下的温度场分布,使得对于热传导问题的研究更具实时性,提高了分析热传导问题中温度场分布的效率,增加了分析温度场分布的准确度。
4、在一种可选的实施方式中,获取用于表征待确定温度场分布的线性系统对应的优化指标信息,包括:获取用于表征待确定温度场分布的泊松方程,确定泊松方程对应的线性系统;根据线性系统,确定用于求解线性系统的优化指标信息。
5、本发明获取用于表征待确定温度场分布的泊松方程,泊松方程的应用具有广泛性,泊松方程的求解方法具有多样性,因此,通过求解泊松方程对应的线性系统,得到的结果可以较准确的反映温度场分布,同时可用多种方法进行求解,提高温度场分布研究的灵活性。
6、在一种可选的实施方式中,确定泊松方程对应的线性系统,包括:对泊松方程进行离散化处理,并利用有限差分得到二阶导数方程;将二阶导数方程代入泊松方程,结合预设边界条件,构建线性系统。
7、本发明对泊松方程进行离散化处理,并利用有限差分得到二阶导数方程,将微分方程转化为代数方程进行求解,简化问题的复杂性,提高计算效率。本发明构建表征待确定温度场分布的线性系统,线性系统较为简单,具有可预测性,简化温度场分布分析的操作步骤,提高准确率。
8、在一种可选的实施方式中,并根据获取到的解向量信息和优化指标信息,确定目标优化信息,包括:根据解向量信息,确定解向量的二进制表达式;根据优化指标信息,确定表征待确定温度场分布的线性系统对应的目标损失函数;将解向量的二进制表达式代入目标损失函数,得到目标优化信息。
9、本发明根据解向量信息,确定解向量的二进制表达式,将解向量的形式转化为二进制,二进制的结构和技术实现较为简单,便于理解,安全性高,存储方便,因此,使用解向量的二进制表达形式可以简化计算过程,提高算力,节约计算资源。本发明将解向量的二进制表达式代入目标损失函数,得到目标优化信息,从而将目标损失函数转化为二进制的没有约束条件的形式,简化处理过程,提高实用性和研究效率。
10、在一种可选的实施方式中,根据目标优化信息和概率计算算法,得到比特串输出值,包括:根据目标优化信息,确定概率计算算法的输入向量;将输入向量输入至概率计算算法,得到比特串输出值。
11、本发明的概率计算算法在处理非线性规划和多体系统问题方面具有性能优势,因此使用概率计算算法可提升算力,节约计算资源。
12、在一种可选的实施方式中,根据目标优化信息,确定概率计算算法的输入向量,包括:将目标优化信息对应的目标向量分别对多个变量求偏导,得到多个偏导向量;将多个偏导向量作为输入向量。
13、在一种可选的实施方式中,将比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至得到目标比特串输出值,包括:将比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至比特串输出值的分布无变化和/或到达预设迭代次数停止迭代更新,得到目标比特串输出值。
14、在一种可选的实施方式中,基于目标比特串输出值,通过求解线性系统的方式确定温度场分布,包括:将目标比特串输出值输入至根据解向量信息确定的解向量的二进制表达式,对线性系统求解,确定温度场分布。
15、在一种可选的实施方式中,目标损失函数的表达式为:
16、=,
17、其中,表示目标损失函数,为线性系统的解向量,为的共轭转置,为线性系统的系数矩阵,为线性系统的偏置向量。
18、在一种可选的实施方式中,解向量的二进制表达式为:
19、,
20、其中,为线性系统的解向量,和为非零即一的数,和为概率比特的位数。
21、在一种可选的实施方式中,预设迭代规则对应的公式为:
22、,
23、其中,表示比特串输入值,表示相互作用的全局变量,表示比特串输出值,表示比特与比特的相互作用,表示第个比特提供的偏置。
24、第二方面,本发明提供了一种温度场分布的确定装置,包括:
25、目标优化信息确定模块,用于获取用于表征待确定温度场分布的线性系统对应的优化指标信息;并根据获取到的解向量信息和优化指标信息,确定目标优化信息;其中,优化指标信息通过函数表征;解向量信息表示优化指标信息对应的解向量的二进制表达形式信息;目标优化信息表示二进制的没有约束条件的优化信息。
26、比特串输出值确定模块,用于根据目标优化信息和概率计算算法,得到比特串输出值;其中,概率计算算法表示用概率比特进行概率计算的算法。
27、温度分布分析模块,用于将比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至得到目标比特串输出值;基于目标比特串输出值,通过求解线性系统的方式确定温度场分布。
28、第三方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,存储器和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机指令,处理器通过执行计算机指令,从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的温度场分布的确定方法。
29、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的温度场分布的确定方法。
30、第五方面,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的温度场分布的确定方法。
1.一种温度场分布的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取用于表征待确定温度场分布的线性系统对应的优化指标信息,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定所述泊松方程对应的线性系统,包括:
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述并根据获取到的解向量信息和所述优化指标信息,确定目标优化信息,包括:
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标优化信息和概率计算算法,得到比特串输出值,包括:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标优化信息,确定所述概率计算算法的输入向量,包括:
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述将所述比特串输出值代入预设迭代规则进行迭代更新,直至得到目标比特串输出值,包括:
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标比特串输出值,通过求解所述线性系统的方式确定温度场分布,包括:
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标损失函数的表达式为:
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述解向量的二进制表达式为:
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述预设迭代规则对应的公式为:
12.一种温度场分布的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
13.一种计算机设备,其特征在于,包括:
14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至11中任一项所述的温度场分布的确定方法。
15.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至11中任一项所述的温度场分布的确定方法。