氧化动力学指数计算方法、装置、电子设备及存储介质

本技术涉及合金，特别是涉及一种氧化动力学指数计算方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、合金的氧化是一种重要的氧化反应过程，对材料的性能和寿命有着重要影响。了解合金氧化的动力学行为，即氧化过程中增重的速率和变化规律，对于耐氧化材料机理研究和耐氧化性设计等任务具有重要意义。通过建立氧化动力学方程可以更好地描述和预测合金的氧化增重过程，了解氧化反应的速率与时间、温度、压强等测试条件之间的关系。

2、氧化动力学指数是建立氧化动力学方程的重要参数之一，相关技术中的氧化动力学指数通常是一个固定值，用于描述特定合金在特定氧化条件下的氧化规律。然而这种方法无法研究氧化动力学指数本身与合金成分、测试条件之间的定量关系，也无法对多种合金在不同测试条件下的氧化特性进行全面描述。因此难以计算不同合金数据的氧化动力学指数和对应的氧化动力学方程，阻碍了相关研究的进一步发展。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术实施例提供了一种氧化动力学指数计算方法、装置、电子设备及存储介质，能够针对不同的合金数据计算氧化动力学指数，促进相关研究发展。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种氧化动力学指数计算方法，包括：

3、获取预先构建的氧化特征树，所述氧化特征树为二叉树，所述二叉树包括多个节点和节点边，所述节点包括根节点和至少两个端节点，所述节点边存储有合金特征值，所述合金特征值是对合金数据划分的边界；

4、从合金数据中依据合金特征数据划分所述节点，从所述根节点出发，根据所述合金特征数据与所述节点边上所述合金特征值的比较结果逐一确定目标节点边，直至到达所述端节点，将所述端节点确定为目标端节点；

5、将所述目标端节点中存储的所述氧化动力学指数作为所述合金数据的氧化动力学指数。

6、在本技术的一些实施例中，构建所述氧化特征树，包括：

7、获取氧化数据集；其中，所述氧化数据集包括多个合金样本，每个所述合金样本包括多个动力学特征和对应的动力学特征值；

8、基于所述氧化数据集执行动力学特征分化过程，构建所述氧化特征树；所述动力学特征分化过程包括：

9、构建父节点；所述父节点存储所述合金样本；所述父节点的初始值为所述根节点，所述根节点基于所述氧化特征集构建；

10、遍历所述父节点中所述合金样本的所述动力学特征和所述动力学特征值，从中选取目标动力学特征和目标动力学特征值；

11、根据所述目标动力学特征和所述目标动力学特征值，将所述父节点中所述合金样本进行拆分，得到所述父节点的第一子节点和第二子节点，并将所述目标动力学特征值存储于对应的所述节点边；

12、确定所述第一子节点和/或所述第二子节点未满足停止分化条件，将所述第一子节点和/或所述第二子节点作为所述父节点，执行所述动力学特征分化过程。

13、在本技术的一些实施例中，所述合金样本的所述动力学特征包括氧化时间和合金成分，所述合金样本还包括氧化增重；所述获取氧化数据集之后，还包括：

14、对所述氧化时间和所述氧化增重进行取对数预处理；

15、对所述合金成分进行组合计算，生成预设数量的二次合金特征；

16、将所述二次合金特征添加至所述氧化数据集。

17、在本技术的一些实施例中，所述遍历所述父节点中所述合金样本的所述动力学特征和所述动力学特征值，从中选取目标动力学特征和目标动力学特征值，包括：

18、从所述动力学特征中选取划分参数；所述划分参数包括候选特征和候选特征值，所述候选特征值从所述合金样本中所述候选特征的动力学特征值中选取得到；

19、根据所述候选特征值的数值大小将所述父节点中所述合金样本划分为第一候选集合和第二候选集合；

20、利用氧化动力学方程得到所述第一候选集合的第一拟合结果，以及所述第二候选集合的第二拟合结果；

21、根据所述第一拟合结果的第一线性度值、所述第二拟合结果的第二线性度值和所述父节点的总线性度值计算得到所述划分参数的线性增益值；

22、遍历所述动力学特征值更新所述候选特征值，以及遍历所述动力学特征更新所述候选特征，根据所述线性增益值最大的所述划分参数得到所述目标动力学特征和所述目标动力学特征值。

23、在本技术的一些实施例中，所述根据第一拟合结果的第一线性度值、所述第二拟合结果的第二线性度值和所述父节点的总线性度值计算得到所述划分参数的线性增益值，包括：

24、根据所述第一拟合结果和所述第一候选集合中所述合金样本计算所述第一线性度值；

25、根据所述第二拟合结果和所述第二候选集合中所述合金样本计算所述第二线性度值；

26、获取所述父节点中所述合金样本的总样本数量，所述第一候选集合中所述合金样本的第一样本数量，所述第二候选集合中所述合金样本的第二样本数量；

27、根据所述第一样本数量和所述总样本数量计算第一样本比例，根据所述第二样本数量和所述总样本数量计算第二样本比例；

28、将所述第一样本比例和所述第一线性度值相乘得到第一线性度指标，将所述第二样本比例和所述第二线性度值相乘得到第二线性度指标；

29、将所述第一线性度指标和所述第二线性度指标相加并减去所述总线性度值，得到所述划分参数的线性增益值。

30、在本技术的一些实施例中，所述第一拟合结果为氧化动力学拟合方程，所述动力学特征值包括氧化时间值，所述合金样本还包括氧化增重值；所述根据所述第一拟合结果和所述第一候选集合中所述合金样本计算所述第一线性度值，包括：

31、将所述第一候选集合中合金样本的所述氧化时间值代入所述氧化动力学拟合方程，计算得到氧化增重拟合值；

32、计算所述氧化增重值和所述氧化增重拟合值的协方差得到第一中间结果；

33、计算所述氧化增重值的标准差得到第一标准差，计算所述氧化增重拟合值的标准差得到第二标准差，并将所述第一标准差和所述第二标准差相乘得到第二中间结果；

34、将所述第一中间结果除以所述第二中间结果，得到所述第一线性度值；

35、或者，

36、计算所述氧化增重值和所述氧化增重拟合值的误差平方和得到第三中间结果；

37、计算所述氧化增重值的总平方和得到第四中间结果；

38、将所述第三中间结果除以所述第四中间结果得到第五中间结果，将1减去所述第五中间结果得到所述第一线性度值。

39、在本技术的一些实施例中，所述根据所述目标动力学特征和所述目标动力学特征值，将所述父节点中所述合金样本进行拆分，得到所述父节点的第一子节点和第二子节点，包括：

40、根据所述目标动力学特征，比较所述父节点中所述合金样本对应的所述动力学特征值与所述目标动力学特征值的数值大小；

41、若所述动力学特征值小于或等于所述目标动力学特征值，则将所述合金样本划分至所述第一子节点；

42、若所述动力学特征值大于所述目标动力学特征值，则将所述合金样本划分至所述第二子节点。

43、在本技术的一些实施例中，所述停止分化条件包括线性度阈值和/或单一度阈值；所述方法还包括：

44、若所述第一子节点的第一线性度值满足所述线性度阈值，则将所述第一子节点作为所述端节点；

45、若所述第二子节点的第二线性度值满足所述线性度阈值，则将所述第二子节点作为所述端节点；

46、和/或，

47、若所述第一子节点中所述合金样本的氧化时间满足所述单一度阈值，则将所述第一子节点的所述父节点作为所述端节点；

48、若所述第二子节点中所述合金样本的氧化时间满足所述单一度阈值，则将所述第二子节点的所述父节点作为所述端节点。

49、在本技术的一些实施例中，所述端节点包括多个合金样本，利用氧化动力学方程得到所述合金样本的氧化动力学拟合方程，所述氧化动力学拟合方程包括所述氧化动力学指数；所述方法还包括：

50、将所述端节点的所述氧化动力学指数和所述合金样本输入至符号回归模型；

51、将所述氧化动力学指数作为回归目标，对所述合金样本中的所述动力学特征进行符号回归，得到所述氧化动力学指数的解析方程。

52、第二方面，本技术实施例还提供了一种氧化动力学指数计算装置，实现如本技术第一方面实施例所述的氧化动力学指数计算方法，包括：

53、第一获取模块，用于获取预先构建的氧化特征树，所述氧化特征树为二叉树，所述二叉树包括多个节点和节点边，所述节点包括根节点和至少两个端节点，所述节点边存储有合金特征值，所述合金特征值是对合金数据划分的边界；

54、数据比较模块，用于从合金数据中依据合金特征数据划分所述节点，用于从所述根节点出发，根据所述合金特征数据与所述节点边上所述合金特征值的比较结果逐一确定目标节点边，直至到达所述端节点，将所述端节点确定为目标端节点；

55、指数获取模块，用于将所述目标端节点中存储的所述氧化动力学指数作为所述合金数据的氧化动力学指数。

56、在本技术的一些实施例中，所述装置还包括：

57、第二获取模块，用于获取氧化数据集；其中，所述氧化数据集包括多个合金样本，每个所述合金样本包括多个动力学特征和对应的动力学特征值；

58、分化模块，用于基于所述氧化数据集执行动力学特征分化过程，构建所述氧化特征树；所述动力学特征分化过程包括：

59、构建父节点；所述父节点存储所述合金样本；所述父节点的初始值为所述根节点，所述根节点基于所述氧化特征集构建；

60、遍历所述父节点中所述合金样本的所述动力学特征和所述动力学特征值，从中选取目标动力学特征和目标动力学特征值；

61、根据所述目标动力学特征和所述目标动力学特征值，将所述父节点中所述合金样本进行拆分，得到所述父节点的第一子节点和第二子节点，并将所述目标动力学特征值存储于对应的所述节点边；

62、确定所述第一子节点和/或所述第二子节点未满足停止分化条件，将所述第一子节点和/或所述第二子节点作为所述父节点，执行所述动力学特征分化过程。

63、在本技术的一些实施例中，所述装置还包括：

64、解析模块，用于将所述端节点的所述氧化动力学指数和所述合金样本输入至符号回归模型；将所述氧化动力学指数作为回归目标，对所述合金样本中的所述动力学特征进行符号回归，得到所述氧化动力学指数的解析方程。

65、第三方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本技术第一方面实施例所述的氧化动力学指数计算方法。

66、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如本技术第一方面实施例所述的氧化动力学指数计算方法。

67、本技术实施例至少包括以下有益效果：

68、本技术实施例提供了一种氧化动力学指数计算方法、装置、电子设备及存储介质，其中，氧化动力学指数计算方法通过获取预先构建的氧化特征树，氧化特征树为二叉树，二叉树包括多个节点和节点边，节点包括根节点和至少两个端节点，节点边存储有合金数据值，合金特征值是对合金数据划分的边界。然后从合金数据中依据合金特征数据划分节点，具体从氧化特征树的根节点出发，根据合金特征数据与节点边上合金特征值的比较结果逐一确定目标节点边，直至到达端节点，将端节点确定为目标端节点。最后将目标端节点中存储的氧化动力学指数作为该合金数据的氧化动力学指数。由此根据预先构建的氧化特征树，将不同合金成分对应的氧化动力学指数存储至端节点中，通过比较合金数据中的合金特征数据和氧化特征树节点边逐步确定目标端节点，可以准确计算获取氧化动力学指数和氧化动力学方程，对氧化过程描述、耐氧化材料机理研究和耐氧化性设计等任务具有重要意义，从而促进相关研究发展。

69、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。