本發(fā)明涉及流場(chǎng)分析領(lǐng)域，特別涉及一種流場(chǎng)檢測(cè)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在光線穿越大氣層的過(guò)程中，大氣湍流運(yùn)動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生了顯著影響。為了深入分析這一現(xiàn)象，大氣湍流模擬裝置成為一種重要的定量分析工具。然而，該裝置內(nèi)部物理場(chǎng)的精確測(cè)量面臨諸多挑戰(zhàn)：不僅測(cè)量難度大、成本高，而且傳統(tǒng)的傳感器布置方式僅能捕捉到有限且可觀測(cè)的數(shù)據(jù)樣本，難以全面揭示內(nèi)部流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的真實(shí)情況。在某些極端條件下，直接測(cè)量甚至變得不可行，這促使研究人員轉(zhuǎn)向構(gòu)建數(shù)學(xué)仿真模型以深入探究裝置內(nèi)部的流動(dòng)特性。

2、盡管如此，數(shù)學(xué)仿真模型的構(gòu)建與應(yīng)用并非易事。它要求巨大的計(jì)算資源投入，并且隨著模擬裝置規(guī)模的擴(kuò)大，計(jì)算量呈現(xiàn)出幾何級(jí)數(shù)的激增，導(dǎo)致仿真效率低下，難以與實(shí)時(shí)需求相匹配。這意味著，無(wú)法基于仿真結(jié)果對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)控，從而影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在改善背景技術(shù)中的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明第一方面提供一種流場(chǎng)檢測(cè)方法，包括以下步驟：從大氣湍流模擬裝置獲取實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)仿真模型，并從數(shù)學(xué)仿真模型中得到仿真數(shù)據(jù)；對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)；建立深度學(xué)習(xí)模型；根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型；通過(guò)優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)。

3、可選的，在本發(fā)明第一方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述從大氣湍流模擬裝置獲取實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，包括：所述大氣湍流模擬裝置包括多個(gè)用于檢測(cè)裝置內(nèi)部的傳感器；從大氣湍流模擬裝置中獲取各個(gè)傳感器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和降噪，得到實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)；從大氣湍流模擬裝置中獲取實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)；將實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，得到實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)。

4、可選的，在本發(fā)明第一方面的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)仿真模型，并從數(shù)學(xué)仿真模型中得到仿真數(shù)據(jù)，包括：對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到仿真模型類(lèi)型信息；基于仿真模型類(lèi)型信息和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，得到數(shù)學(xué)仿真模型；利用數(shù)學(xué)仿真模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，得到仿真數(shù)據(jù)。

5、可選的，在本發(fā)明第一方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括：對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得到仿真誤差；根據(jù)仿真誤差調(diào)整數(shù)學(xué)仿真模型，得到優(yōu)化數(shù)學(xué)仿真模型；基于優(yōu)化數(shù)學(xué)仿真模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，得到優(yōu)化仿真數(shù)據(jù)；將優(yōu)化仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

6、可選的，在本發(fā)明第一方面的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，所述建立深度學(xué)習(xí)模型，包括：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)從預(yù)設(shè)的模型庫(kù)中確定深度學(xué)習(xí)模型的類(lèi)型，得到基礎(chǔ)模型；從實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)中得到深度學(xué)習(xí)配置信息，并根據(jù)深度學(xué)習(xí)配置信息設(shè)置基礎(chǔ)模型的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，得到配置模型；從實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)中得到邊界條件約束和物理方程約束；根據(jù)邊界條件約束和物理方程約束對(duì)配置模型施加約束，得到深度學(xué)習(xí)模型。

7、可選的，在本發(fā)明第一方面的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型，包括：從訓(xùn)練數(shù)據(jù)中提取訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；根據(jù)訓(xùn)練集對(duì)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到多個(gè)候選模型；通過(guò)驗(yàn)證集對(duì)多個(gè)候選模型進(jìn)行評(píng)估，得到評(píng)估結(jié)果，根據(jù)評(píng)估結(jié)果得到優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型。

8、可選的，在本發(fā)明第一方面的第六種實(shí)現(xiàn)方式中，所述通過(guò)優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)，包括：從大氣湍流模擬裝置中獲取反演輸入數(shù)據(jù)；將反演輸入數(shù)據(jù)輸入優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型，利用優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)。

9、本發(fā)明第二方面提供了一種流場(chǎng)檢測(cè)裝置，包括：獲取模塊，用于從大氣湍流模擬裝置獲取實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)；仿真模塊，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)仿真模型，并從數(shù)學(xué)仿真模型中得到仿真數(shù)據(jù)；驗(yàn)證模塊，用于對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)；建立模塊，用于建立深度學(xué)習(xí)模型；訓(xùn)練模塊，用于根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型；反演模塊，用于通過(guò)優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)。

10、可選的，在本發(fā)明第二方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取模塊包括：第一獲取單元，用于從大氣湍流模擬裝置中獲取各個(gè)傳感器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和降噪，得到實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)；第二獲取單元，用于從大氣湍流模擬裝置中獲取實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)；第一合并單元，用于將實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，得到實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)。

11、可選的，在本發(fā)明第二方面的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，所述仿真模塊包括：分析單元，用于對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到仿真模型類(lèi)型信息；第一建模單元，用于基于仿真模型類(lèi)型信息和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，得到數(shù)學(xué)仿真模型；第一仿真單元，用于利用數(shù)學(xué)仿真模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，得到仿真數(shù)據(jù)。

12、可選的，在本發(fā)明第二方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，所述驗(yàn)證模塊包括：驗(yàn)證單元，用于對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，得到仿真誤差；優(yōu)化單元，用于根據(jù)仿真誤差調(diào)整數(shù)學(xué)仿真模型，得到優(yōu)化數(shù)學(xué)仿真模型；第二仿真單元，基于優(yōu)化數(shù)學(xué)仿真模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，得到優(yōu)化仿真數(shù)據(jù)；第二合并單元，用于將優(yōu)化仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

13、可選的，在本發(fā)明第二方面的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，所述建立模塊包括：第二建模單元，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)從預(yù)設(shè)的模型庫(kù)中確定深度學(xué)習(xí)模型的類(lèi)型，得到基礎(chǔ)模型；配置單元，用于從實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)中得到深度學(xué)習(xí)配置信息，并根據(jù)深度學(xué)習(xí)配置信息設(shè)置基礎(chǔ)模型的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，得到配置模型；第三獲取單元，用于從實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)中得到邊界條件約束和物理方程約束；約束單元，用于根據(jù)邊界條件約束和物理方程約束對(duì)配置模型施加約束，得到深度學(xué)習(xí)模型。

14、可選的，在本發(fā)明第二方面的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，所述訓(xùn)練模塊包括：提取單元，用于從訓(xùn)練數(shù)據(jù)中提取訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；訓(xùn)練單元，用于根據(jù)訓(xùn)練集對(duì)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到多個(gè)候選模型；評(píng)估單元，用于通過(guò)驗(yàn)證集對(duì)多個(gè)候選模型進(jìn)行評(píng)估，得到評(píng)估結(jié)果，根據(jù)評(píng)估結(jié)果得到優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型。

15、可選的，在本發(fā)明第二方面的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，所述反演模塊包括：第四獲取單元，用于從大氣湍流模擬裝置中獲取反演輸入數(shù)據(jù)；反演單元，用于將反演輸入數(shù)據(jù)輸入優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型，利用優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型對(duì)大氣湍流模擬裝置的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)。

16、本發(fā)明第三方面提供了一種流場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備，所述流場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備包括：存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有指令；至少一個(gè)所述處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器中的所述指令，以使得所述計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的流場(chǎng)檢測(cè)方法的各個(gè)步驟。

17、本發(fā)明的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，所述指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的流場(chǎng)檢測(cè)方法的各個(gè)步驟。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過(guò)直接利用實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)學(xué)仿真模型，為深度學(xué)習(xí)模型提供高質(zhì)量的仿真數(shù)據(jù)，進(jìn)而訓(xùn)練出高效的深度學(xué)習(xí)模型，再以深度學(xué)習(xí)模型開(kāi)展流場(chǎng)反演計(jì)算，得到反演數(shù)據(jù)；得益于深度學(xué)習(xí)模型的快速反演能力，顯著縮短了數(shù)學(xué)仿真模型的計(jì)算周期，提升了仿真效率，使得實(shí)驗(yàn)人員可以基于反演數(shù)據(jù)對(duì)大氣湍流模擬裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，實(shí)時(shí)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求，提升實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率。