能源桩代理模型

25分钟预选PCM

用能量守恒增强的深度算子网络替代高保真仿真，实现相变材料快速筛选与能源桩瞬态热响应预测。

Chaokai, Zhang · Zhengheng, Gan · Ziyang, Jiang · 徐照 · 杨啟梁

Energy 2026

参数信息

温度预测RMSE

0.0508 °C

能量预测RMSE

9.87 MJ

Spearman秩相关系数

0.925

最优方案累计换热量

436.51 MJ

优化流程耗时

25.55 min

技术优势

预测又快又准

在验证集上温度RMSE为0.0508°C，能量RMSE为9.87MJ，比标准DeepONet分别降低20.6%和17.8%。

能耗大幅降低

集成5个子模型筛选25,000个候选PCM组合，整个优化流程仅需约25.55分钟，比穷举高保真扫描快约847倍。

排序可靠

Spearman秩相关系数达0.925，与高保真模型在材料排序上高度一致，保证筛选结果可信。

应用场景

• 浅层地热能系统：用代理模型快速预选PCM，避免在浅层地热系统设计中反复跑高保真仿真。
• 能源地下结构：对含PCM的能源地下结构进行瞬态热行为快速评估，辅助材料选型。
• 桩基热设计：输入桩体和PCM参数即可预测出口温度与换热量，加速热桩设计迭代。
• 地源热泵系统：优化地源热泵的地下换热部分，通过PCM匹配提升系统整体能效。