含能材料构效关系分析和性能预估系统设计与实现

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1、分类号：TP391学校代码：10697密级：公开学号：201531476专业学位硕士论文SPECIALIZEDMASTER’SDISSERTATION含能材料构效关系分析和性能预估系统设计与实现学科名称：软件工程作者:吴巧娟指导老师：赵宏安研究员西北大学学位评定委员会二○一八年DesignandImplementationofStructurePropertyRelationshipsAnalysisandPerformancePredictionSystemforEnergeticMaterialsAthesissubmitted

2、toNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByWuQiaojuanSupervisor:ZhaoHonganProfessorJune2018I摘要摘要含能材料作为火炸药、火箭的主要动力能源，在军事、航天以及民用方面都有着广泛的用途，促使我国科研工作者在含能材料研究领域做出更大的突破。在传统的含能材料研究过程中想要获得性能更新的，往往需要经过大量复杂、繁琐和重复的实验，存在着效率

3、低、成本大、劳动强度高、危险性强等诸多不利因素针对这一状况，采用数理统计分析算法对目前已公布的芳香类化合物性能与其分子结构关系的实验数据开展含能材料的性能与分子结构之间的构效关系分析研究，建立了相应的构效关系拟合模型，并据此模型设计实现了一套适用于芳香类化合物的构效关系分析及性能预测软件系统。系统集成了燃烧热性能、撞击感度性能、生成焓性能与结构参数的构效关系的分析、性能预估、含能材料构效关系数据管理及模拟仿真等计算结果展示等。为含能材料的计算机模拟仿真设计和新型同素异构体含能材料的性能预估及分子结构设计提供了软件工具，借此工具进行事

4、先拟合仿真和数字模拟，将会有效减少实验次数、缩短开发周期及降低实验成本。主要的研究工作内容如下：（1）提出了一种改进的构效关系分析模型，该模型基于具有便于参数筛选的，支持对含能材料在燃烧热、撞击感度、生成焓性能与分子结构间的构效关系分析。（2）基于含能材料构效关系分析成果逆向建立含能材料性能预估算法，经验证表明性能预测与文献值有较高的拟合度（达95%）。（3）设计实现了含能材料分子构效关系分析及性能预估系统，满足含能材料设计、配方选材性能评价等需求。关键词：含能材料，性能预估，拟合模型，构效关系分析II西北大学专业硕士学位论文III

5、ABSTRACTABSTRACTEnergeticmaterials,asthemainpowersourceforexplosivesandrockets,haveawidelyuseinmilitary,aerospace,andcivilianapplications,promptingChineseresearcherstomakefurtherbreakthroughsinthefieldofenergeticmaterialsresearch.Intheprocessofresearchingtraditionalene

6、rgeticmaterials,itisoftenrequiredtoundergoalargenumberofcomplex,cumbersome,andrepeatedexperimentsinordertoobtainperformanceupdates.Therearemanyunfavorablefactorssuchaslowefficiency,highcost,highlaborintensity,andhighrisk.Inthecurrentsituation,thestatisticaldataanalysis

7、algorithmwasusedtoanalyzethestructure-activityrelationshipbetweenthepropertiesofenergeticmaterialsandthemolecularstructureoftheexperimentaldataoftherelationshipbetweentheperformanceofaromaticcompoundsandtheirmolecularstructure.Thecorrespondingstructure-activityrelation

8、shipwasestablished.Basedonthismodel,asetofstructure-activityrelationshipanalysisandperformancepredictionsoftwaresyste