1.基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述方法包括:基于空心氧化硅微球的目标物性参数和制备条件对参数优化过程进行规划,确定优化所需的流场模拟和制备实验内容,采用计算流体力学(CFD)仿真手段,基于实际反应器尺寸建立三维几何模型,并输入反应温度、流速、压力相应参数,模拟反应器内流速、压力、湍流强度参数分布情况的流场分布;所述制备实验内容包括获取不同参数组合下的微球形貌数据;
根据所述空心氧化硅微球的目标物性参数和制备条件确定不同参数组合类型;
根据所述不同参数组合类型、流场模拟内容和制备实验内容,生成参数优化流程集,并基于动态排序原则确定所述参数优化流程集的执行顺序;
根据预设优化周期、所述不同参数组合类型和制备工艺指标要求在各参数组合下生成所述各参数组合的模拟输入列表,并根据预设实验规则、所述不同参数组合类型和制备工艺指标要求在各参数组合下生成所述各参数组合的实验配置列表;
基于所述参数优化流程集的执行顺序将所述各参数组合的模拟输入列表、实验配置列表和制备优化内容关联起来,生成所述空心氧化硅微球制备参数优化的完整方案。
2.根据权利要求1所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,基于空心氧化硅微球的目标物性参数和制备条件对参数优化过程进行规划,确定优化所需的流场模拟和制备实验内容,包括:对于当前参数组合,根据所述当前参数组合的历史形貌数据、相邻参数组合的历史形貌数据和预设参数划分阈值确定所述当前参数组合的参数优化边界;
根据所述参数优化边界和预设参数窗口提取所述当前参数组合的优化数据子集;
将流场模拟和制备实验相关数据在所述优化数据子集内的内容确定为所述当前参数组合的制备优化内容。
3.根据权利要求1所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,根据所述空心氧化硅微球的目标物性参数和制备条件确定不同参数组合类型,包括:对于当前参数组合,在所述当前参数组合的反应温度大于预设温度阈值的情况下,确定所述当前参数组合为高温参数组合;
在所述当前参数组合的反应温度不大于所述预设温度阈值的情况下,基于第一预设优化算法对所述当前参数组合的粒径分布和孔隙率数据进行分类,得到各物性类别数据,并确定各物性类别数据的核心特征;
根据所述当前参数组合的制备条件确定所述当前参数组合的优化潜力等级;
在所述各物性类别数据的核心特征与预设物性类别的匹配度大于预设匹配阈值的情况下,确定所述当前参数组合为特定物性参数组合;
在所述匹配度不大于所述预设匹配阈值的情况下,确定所述当前参数组合为普通物性参数组合。
4.根据权利要求3所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述制备优化内容还包括反应器结构参数和原料配比数据,所述不同参数组合类型包括高效参数组合、低效参数组合和临界参数组合,根据所述不同参数组合类型、流场模拟内容和制备实验内容,生成参数优化流程集,包括:对于所述当前参数组合,基于第二预设优化算法对所述当前参数组合的原料配比数据进行聚类,得到各配比类别数据;对于当前配比类别数据,基于所述当前配比类别数据中各原料的影响权重和浓度梯度对所述当前配比类别数据进行筛选,得到所述当前配比类别数据的关键参数子集,根据所述关键参数子集的关联特征和制备工艺指标的均值确定所述当前配比类别数据的影响标签。
5.根据权利要求4所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,在确定所述当前参数组合的参数组合类型是否为高效参数组合之后,还包括:若所述当前参数组合的参数组合类型为高效参数组合,则将所述各配比类别数据的影响标签与制备工艺指标进行匹配,生成定向调整策略;
若所述当前参数组合的参数组合类型为低效参数组合,则基于预设修正规则和物性提升目标生成参数修正策略;
若所述当前参数组合的参数组合类型为临界参数组合,则根据历史数据波动和工艺稳定规则生成工艺稳定策略。
6.根据权利要求5所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述生成参数优化流程集之后,还包括:基于实时制备数据更新所述各参数组合的制备优化内容;
根据更新后的制备优化内容重新计算所述各参数组合的参数组合类型;
根据重新计算的参数组合类型动态调整所述参数优化流程集的执行顺序。
7.根据权利要求1所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述预设实验规则包括:基于历史实验数据的置信区间,动态调整制备实验的重复次数和样本容量;
当实测形貌数据与流场模拟结果的偏差超过预设容差阈值时,自动触发补充实验模块。
8.根据权利要求7所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述预设实验规则还包括:建立检测设备校准补偿机制,在每次实验前基于标准粒径仪和电子天平的基准值对检测设备进行误差补偿校准。
9.根据权利要求1所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,在生成所述空心氧化硅微球制备参数优化的完整方案之后,还包括:建立制备参数优化数据库,将所述完整方案中的模拟输入列表、实验配置列表、制备优化内容以及各参数组合类型数据存储至该数据库中;
定期对数据库中的异常数据进行清理和校正,剔除无效数据记录;
基于该数据库对制备参数优化结果进行周期性比对分析,以评估参数优化效果的演变规律。
10.根据权利要求4所述的基于流场模拟的空心氧化硅微球制备参数优化方法,其特征在于,所述第二预设优化算法为粒子群优化算法,对所述当前参数组合的原料配比数据进行聚类的具体步骤包括:初始化粒子群位置和速度向量,计算各粒子适应度值并更新个体最优解;
根据群体最优解调整粒子飞行方向,通过预设迭代次数或适应度收敛阈值确定最终优化解集作为各配比类别数据。