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一種汽油分子組成預(yù)測方法及系統(tǒng)

專利號
CN119178747B
公開日期
2025-02-18
申請人
北京中石大綠色能源科技有限公司(北京市昌平區(qū)白浮泉路10號北控大廈1017B)
發(fā)明人
李濤; 羅強; 趙劍明; 郝寧寧
IPC分類
G01N21/3577; G01N21/65
技術(shù)領(lǐng)域
汽油,物理性質(zhì),分子結(jié)構(gòu),性質(zhì),模擬,分子動力學(xué),物理,預(yù)測,光譜,樣本
地域: 北京市 北京市昌平區(qū)

摘要

本申請?zhí)峁┮环N汽油分子組成預(yù)測方法及系統(tǒng)。其中,對獲取的待測汽油樣本的紅外光譜數(shù)據(jù)和拉曼光譜數(shù)據(jù)中的特征峰信息進行解析處理,并進行不同環(huán)境參數(shù)下的相互作用力及能量狀態(tài)模擬處理,得到待測汽油樣本的初步汽油分子組合;對初步汽油分子組合中每個汽油分子在特定條件下的物理性質(zhì)進行評估處理,并結(jié)合預(yù)先建立的預(yù)測模型分析每個汽油分子的物理性質(zhì)與對應(yīng)的汽油分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,預(yù)測待測汽油樣本的目標(biāo)汽油分子組合。本申請能夠全面、準(zhǔn)確地預(yù)測待測汽油樣本的汽油分子組合。

說明書

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
[0021] 本申請實施例中,獲取待測汽油樣本的紅外光譜數(shù)據(jù)和拉曼光譜數(shù)據(jù);對所述紅外光譜數(shù)據(jù)和所述拉曼光譜數(shù)據(jù)中的特征峰信息進行解析處理,得到所述待測汽油樣本的多個候選汽油分子結(jié)構(gòu),其中,汽油分子結(jié)構(gòu)是指單個汽油分子的具體排列方式;對所述多個候選汽油分子結(jié)構(gòu)進行不同環(huán)境參數(shù)下的相互作用力及能量狀態(tài)模擬處理,得到所述待測汽油樣本的初步汽油分子組合,其中,汽油分子組合是指由多個不同的汽油分子結(jié)構(gòu)組成的混合物;運用分子動力學(xué)模擬技術(shù),對所述初步汽油分子組合中每個汽油分子在特定條件下的物理性質(zhì)進行評估處理,并結(jié)合預(yù)先建立的預(yù)測模型分析每個汽油分子的物理性質(zhì)與對應(yīng)的汽油分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,預(yù)測所述待測汽油樣本的目標(biāo)汽油分子組合;基于所述目標(biāo)汽油分子組合與標(biāo)準(zhǔn)汽油樣品的汽油分子組合之間的對比結(jié)果,對所述預(yù)測模型的模型參數(shù)進行調(diào)整處理,以確保所預(yù)測的目標(biāo)汽油分子組合的準(zhǔn)確性,并生成所述待測汽油樣本的汽油分子組合的預(yù)測報告。本申請通過獲取待測汽油樣本的紅外光譜數(shù)據(jù)和拉曼光譜數(shù)據(jù),提供了豐富的分子結(jié)構(gòu)信息,為后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)。對光譜數(shù)據(jù)中的特征峰信息進行解析處理,能夠準(zhǔn)確識別多種候選汽油分子結(jié)構(gòu),提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過模擬處理和分子動力學(xué)模擬,能夠全面評估不同環(huán)境參數(shù)下的物理性質(zhì),確保預(yù)測結(jié)果的可靠性和實用性?;趯Ρ冉Y(jié)果調(diào)整模型參數(shù),確保預(yù)測模型的準(zhǔn)確性,生成可靠的預(yù)測報告。 [0022] 進一步地,本申請通過設(shè)置一系列代表實際工況的環(huán)境參數(shù),能夠模擬不同條件下的物理性質(zhì),提高了預(yù)測的適用性。通過模擬汽油分子在微觀層面上的動態(tài)行為,提供了詳細的物理性質(zhì)評估。從動態(tài)行為數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵指標(biāo),生成每個汽油分子的物理性質(zhì)評估結(jié)果,確保評估的準(zhǔn)確性和可靠性。通過映射關(guān)系模型,對初步汽油分子組合中的每個汽油分子進行評估,篩選出在特定條件下表現(xiàn)出最佳物理性質(zhì)的汽油分子,確保目標(biāo)汽油分子組合的最優(yōu)性能,從而確保所預(yù)測的目標(biāo)汽油分子組合的精度。 [0023] 本申請的這些方面或其他方面在以下實施例的描述中會更加簡明易懂。 附圖說明 [0024] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本申請的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 [0025] 圖1為本申請實施例提供的一種汽油分子組成預(yù)測方法的流程圖; [0026] 圖2為本申請實施例提供的一種汽油分子組成預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖; [0027] 圖3為本申請實施例提供的一種計算設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實施方式 [0028] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案,下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。 [0029] 在本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的描述的一些流程中,包含了按照特定順序出現(xiàn)的多個操作,但是應(yīng)該清楚了解,這些操作可以不按照其在本文中出現(xiàn)的順序來執(zhí)行或并行執(zhí)行,操作的序號如101、102等,僅僅是用于區(qū)分開各個不同的操作,序號本身不代表任何的執(zhí)行順序。另外,這些流程可以包括更多或更少的操作,并且這些操作可以按順序執(zhí)行或并行執(zhí)行。需要說明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于區(qū)分不同的消息、設(shè)備、模塊等,不代表先后順序,也不限定“第一”和“第二”是不同的類型。 [0030] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒旧暾堉械膶嵤├?,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本申請保護的范圍。 [0031] 圖1為本申請實施例提供一種汽油分子組成預(yù)測方法的流程圖,如圖1所示,該方法包括: [0032] 101、獲取待測汽油樣本的紅外光譜數(shù)據(jù)和拉曼光譜數(shù)據(jù); [0033] 在該步驟中,涉及使用適當(dāng)?shù)膬x器(如傅里葉變換紅外光譜儀FTIR或拉曼光譜儀)來收集待測試樣中化學(xué)鍵振動的信息。這些光譜提供了關(guān)于樣品中存在的官能團及其相對數(shù)量的信息。 [0034] 本申請實施例中,將少量待測汽油放置于適合紅外或拉曼檢測的樣品池內(nèi),然后按照設(shè)備操作指南進行測量,記錄下紅外吸收峰的位置和強度以及拉曼散射信號。 [0035] 102、對所述紅外光譜數(shù)據(jù)和所述拉曼光譜數(shù)據(jù)中的特征峰信息進行解析處理,得到所述待測汽油樣本的多個候選汽油分子結(jié)構(gòu),其中,汽油分子結(jié)構(gòu)是指單個汽油分子的具體排列方式; [0036] 在該步驟中,通過對獲得的光譜數(shù)據(jù)中的峰值進行分析,識別出與特定化學(xué)成分相關(guān)聯(lián)的特征峰,進而推斷出可能存在的化合物種類。

權(quán)利要求

1 2 3 4 5
將所述物理性質(zhì)與所述初步汽油分子組合中的每個汽油分子的汽油分子結(jié)構(gòu)對應(yīng)起來,以形成包含汽油分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的多維特征數(shù)據(jù)集; 基于所述多維特征數(shù)據(jù)集,利用預(yù)先建立的預(yù)測模型,分析每個汽油分子的物理性質(zhì)以及對應(yīng)的汽油分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,以建立物理性質(zhì)與汽油分子結(jié)構(gòu)的映射關(guān)系模型; 通過所述映射關(guān)系模型,對所述初步汽油分子組合中的每個汽油分子進行評估,篩選出在特定條件下表現(xiàn)出最佳物理性質(zhì)的汽油分子; 將篩選出的汽油分子組合起來,形成所述待測汽油樣本的目標(biāo)汽油分子組合,確保所述目標(biāo)汽油分子組合在特定條件下具有最優(yōu)的物理性能。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述動態(tài)行為數(shù)據(jù),計算出每個汽油分子的物理性質(zhì),包括: 通過以下計算公式計算出每個汽油分子的擴散系數(shù): ; 其中, 表示均方位移,表示在時間 時汽油分子的位置相對于初始位置的平方距離的平均值, 表示溫度修正后的均方位移, 表示溫度和壓力修 正后的均方位移; 表示當(dāng)前溫度; 表示參考溫度; 表示活化能; 表示氣體常數(shù); 表示當(dāng)前壓力; 表示參考壓力; 表示維度數(shù);表示時間; 表示擴散系數(shù); 通過以下計算公式計算出每個汽油分子的黏度: ; 其中, 表示溫度修正后的剪切應(yīng)力自相關(guān)函數(shù), 表示剪切應(yīng)力自相關(guān)函數(shù),表示在時間 時剪切應(yīng)力張量與初始時刻剪切應(yīng)力張量的乘積的平均值, 表示溫度和壓力修正后的剪切應(yīng)力自相關(guān)函數(shù);表示當(dāng)前溫度; 表示參考溫度; 表示黏度活化能; 表示體常數(shù); 表示當(dāng)前壓力; 表示參考壓力; 表示壓力活化能; 表示模擬盒子的體積; 表示玻爾茲曼常數(shù); 表示當(dāng)前溫度; 表示黏度; 通過以下計算公式計算出每個汽油分子的密度: ; ; 其中, 表示在時間 時,經(jīng)過溫度和壓力修正后的密度, 表示第 個時間點,表示在時間 時模擬盒子中所有汽油分子的總質(zhì)量; 表示模擬盒子的體積;表示當(dāng)前溫度; 表示參考溫度; 表示線性膨脹系數(shù); 表示當(dāng)前壓力; 表示參考壓力; 表示密度,通過對所有時間段的密度取平均值得到;表示總的采樣時間點數(shù)。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述通過所述映射關(guān)系模型,對初步汽油分子組合中的每個汽油分子進行評估,篩選出在特定條件下表現(xiàn)出最佳物理性質(zhì)的汽油分子,包括:
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