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申请/专利权人：青岛沙木新材料有限公司

摘要：本发明提供了一种低温快固保温型复合涂层喷涂参数确定方法、介质及系统，属于新材料技术领域，包括：获取所述底涂层、保温层和防护层的物理力学参数、化学参数，以及相邻两层之间的化学反应参数；建立博弈模型，采用多目标优化算法，以帕累托（Pareto）最优为调节因子，求解所述博弈模型，得到最优解；根据所述最优解，计算所述底涂层、保温层和防护层的厚度，作为最优厚度；基于所述最优厚度，根据所述物理力学参数、化学参数以及化学反应参数，采用反应动力学模型建立化学模型,用于预测相邻两层之间的化学反应过程；求解所述化学模型，得到相邻两层之间的喷涂等待时长；将所述最优厚度以及相邻两层之间的喷涂等待时长输出给设计与施工人员。

主权项：1.一种低温快固保温型复合涂层喷涂参数确定方法，用于确定应用于地下结构的低温快固保温型复合涂层的喷涂参数，所述复合涂层包括底涂层，保温层以及防护层，所述喷涂参数包括每一层的厚度以及相邻两层之间的喷涂等待时长；其特征在于，所述方法包括以下步骤：S10、获取所述底涂层、保温层和防护层的物理力学参数、化学参数，以及相邻两层之间的化学反应参数；S20、建立博弈模型，包括目标函数为所述底涂层效果最优的上层模型，以及目标函数为所述保温层效果最优的中层模型，以及目标函数为所述防护层效果最优的下层模型；S30、分别确定所述上层模型、中层模型以及下层模型的约束条件；S40、采用多目标优化算法，以Pareto最优为调节因子，求解所述博弈模型，得到最优解；S50、根据所述最优解，计算所述底涂层、保温层和防护层的厚度，作为最优厚度；S60、基于所述最优厚度，根据所述物理力学参数、化学参数以及化学反应参数，采用反应动力学模型建立化学模型,用于预测相邻两层之间的化学反应过程；S70、求解所述化学模型，得到相邻两层之间的喷涂等待时长；S80、将所述最优厚度以及相邻两层之间的喷涂等待时长输出给设计与施工人员；其中，上层模型的目标函数为底涂层效果最优,表示为: 其中,x1为底涂层厚度,y1为底涂层低温固化时间,z1为底涂层粘结力，x2为保温层厚度，ρ2为保温层密度，分别为x1、y1、z1的最大允许值，ρ1为底涂层密度,tcure,1为底涂层常温固化时间,λ1为底涂层热导率，其中ρ1，tcure,1，γ1均为底涂层材料的基础参数，通过查阅获取，α1,β1,γ1,δ1为权重系数,根据实际需求确定,且α1+β1+γ1＝1，默认三者相等,δ1为未知量，用于博弈调整，约束条件为: 中层模型的目标函数为保温层效果最优,表示为: 其中,y2为保温层热阻值；分别为x2、y2的最大允许值；λ2为保温层热导率,cp,2为保温层比热容，x3为防护层厚度，ρ3为防护层密度，其中ρ2、λ2、cp,2为保温层材料的基础参数，通过查阅获取，α2,β2,δ2为权重系数,根据实际需求确定,且α2+β2＝1，δ2为未知量，用于博弈调整，约束条件为: 下层模型的目标函数为防护层效果最优,表示为: 其中,y3为防护层抗拉强度,z3为防护层耐候性，分别为x3、y3、z3的最大允许值,tcure,3为防护层常温固化时间,λ3为防护层热导率,cp,3为防护层比热容，其中ρ3、tcure,3、cp,3为防护层材料的基础参数，通过查阅获取，α3,β3,γ3,δ3为权重系数,根据实际需求确定,且α3+β3+γ3＝1，δ3为未知量，用于博弈调整，约束条件为: 所述建立化学模型的步骤包括:步骤1,采用阿伦尼乌斯方程描述相邻层间化学反应速率常数与温度的关系；步骤2,建立反应动力学方程、浓度方程和热量方程,描述化学反应过程；步骤3,将以上方程联立成一个完整的化学反应动力学模型；其中，所述反应动力学模型采用阿伦尼乌斯方程描述反应速率常数kr与温度T的关系:kr＝Aexp-EaRT；其中,A为频率因子,Ea为活化能,R为气体常数；对于相邻两层之间的化学反应,建立如下反应动力学方程: 其中,cA和cB分别为反应物A和产物B的浓度,n为反应级数,Q为反应放出的热量,ΔH为反应焓；其中，求解所述化学模型的步骤包括:步骤1,根据粘结力要求,求解反应动力学方程得到达到粘结力阈值所需的时间t1；步骤2,根据界面温度要求,求解热量方程得到达到温度阈值所需的时间t2；步骤3,取t1和t2的最大值作为相邻层间的最佳喷涂等待时长；其中，求解博弈模型的步骤，具体包括：步骤1,采用NSGA-II算法对博弈模型进行求解；步骤2,根据目标函数和约束条件,生成初始种群；步骤3,对种群进行非支配排序并计算拥挤度；步骤4,采用二元锦标赛选择、模拟二进制交叉和多项式变异操作产生新种群；步骤5,重复步骤2-4,直至满足终止条件。

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