МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА - Совершенствование теплозащиты совмещенных покрытий гражданских зданий в условиях сухого жаркого климата

Главным условиям оптимального проектирования является создание необходимых количественных зависимостей, позволяющих прогнозировать необходимые результаты для конечного итога. Критерии оптимизации при использовании активного планирования эксперимента могут быть различными. В нашем случае наиболее предпочтительны теплотехнические параметры из-за возможности осуществления эффективного контроля. Планирование эксперимента производились в соответствии с [14, 15].

Выбор факторов, определяющих изменение оптимизируемых параметров, осуществляется на основании конкретной задачи. В этом случае необходимо перейти к планированию эксперимента второго порядка, описываемого в общем случае полиномом второй степени:

(2.7)

Где в0, вi, вij - статистические оценки истинных коэффициентов регрессии.

В нашим случае (3-х факторный эксперимент):

Y = в0+ в1 х1 + в2 х2 + в3 х3 + в11 х12+ в22 х22 + в33 х32+ в12 х1 х2 + в13 х1 х 3+ в23 х2 х3 . (2.8)

Для постановки эксперимента был применен близкий к Д - оптимальный план второго порядка В3, требующий сравнительно небольшого количества опытов при удовлетворительных статистических характеристиках [15]. Матрица плана приведена в табл. 2.2.

Вычисление коэффициентов уравнения регрессии произведено по формуле:

(2.9)

Где lui - элемент матрицы L, соответствующий u - ому опыту и i - ому фактору, его квадрату или взаимодействию факторов. Значения lui представлены в табл. 2.3. yu - значения выхода в u - ом опыте (экспериментальные данные).

Таблица 2.2

Матрица 3-факторного плана 2-го порядка

Опыта

Матрица планирования ( хi )

Квадраты переменных ( хi )2

Взаимодействие

( хi хj )

Х1

Х2

Х3

Х12

Х22

Х32

Х1 х2

Х 1 х3

Х 2 х3

N1

1

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2

-

+

+

+

+

+

-

-

+

3

+

-

+

+

+

+

-

+

-

4

-

-

+

+

+

+

+

-

-

5

+

+

-

+

+

+

+

-

-

6

-

+

-

+

+

+

-

+

-

7

+

-

-

+

+

+

-

-

+

8

-

-

-

+

+

+

+

+

+

N2

9

+

0

0

+

0

0

0

0

0

10

-

0

0

+

0

0

0

0

0

11

0

+

0

0

+

0

0

0

0

12

0

-

0

0

+

0

0

0

0

13

0

0

+

0

0

+

0

0

0

14

0

0

-

0

0

+

0

0

0

H0

15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

16

0

0

0

0

0

0

0

0

0

17

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Проверка равноточности измерений (однородности выборочных дисперсий) проведена по критерию Кохрена, для этого составляется G - статистика согласно рекомендациям [14, 15].

(2.10)

Для каждого параметра Gp < Gт, следовательно, при выбранном уровне значимости гипотеза об однородности оценок дисперсий не отвергается.

Таблица 2.3

Матрица L для вычисления коэффициентов регрессии по плану В3

Пп

Матрица

0

1

2

3

11

12

13

22

23

33

1

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

2

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

3

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

4

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

5

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

6

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

7

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

8

-0,063

0,100

0,100

0,100

0,063

0,125

0,125

0,063

0,125

0,063

9

0,250

-0,100

0

0

0,250

0

0

-0,250

0

-0,250

10

0,250

0,100

0

0

0,250

0

0

-0,250

0

-0,250

11

0,250

0

0,100

0

-0,250

0

0

0,250

0

-0,250

12

0,250

0

0,100

0

-0,250

0

0

0,250

0

-0,250

13

0,250

0

0

0,100

-0,250

0

0

-0,250

0

0,250

14

0,250

0

0

0,100

-0,250

0

0

-0,250

0

0,250

После вычисление параметров модели и получения уравнения регрессии проверяется гипотеза об их адекватности по дисперсионному отношению Фишера:

, (2.11)

K - число повторных измерений в каждом точке плана,

M - число коэффициентов в уравнении регрессии.

При Fр < Fтабл гипотеза об адекватности полученного уравнения не отвергается.

Проверка коэффициентов регрессии на значимость произведена по t - критерию Стьюдента [14, 15]:

(2.12)

По группам коэффициентов, начиная с самого малого по абсолютной величине.

Похожие статьи




МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА - Совершенствование теплозащиты совмещенных покрытий гражданских зданий в условиях сухого жаркого климата

Предыдущая | Следующая