基于红外成像测温的储罐液位传热反问题识别方法 被引量：9

1

作者 石宏臣 张晓怀 +2 位作者 孙丰瑞 杨立 王为清 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3771-3775,共5页

传统的利用红外热像仪进行储罐液位的检测主要是基于对红外图像进行数字处理,因此测量精度不高。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法,对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内液位进行定量识别... 传统的利用红外热像仪进行储罐液位的检测主要是基于对红外图像进行数字处理,因此测量精度不高。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法,对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内液位进行定量识别的传热反问题方法,同时分析了初始假设、测量误差(σ)和最大温差对液位识别精度的影响。结果表明:在工程允许的测量误差范围内(σ=2℃),利用红外热像仪检测储罐外表面温度反演估计储罐液位和罐内流体温度有较高的识别精度,误差在2%以内。该方法为储罐液位和内部温度识别提供了一种新的思路和途径。 展开更多

关键词 传热反问题 液位检测 Levenberg-Marquardt法 红外热像仪 储罐

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基于红外测温的油罐多相界面传热反问题识别方法 被引量：7

2

作者 石宏臣 张晓怀 +2 位作者 孙丰瑞 杨立 范春利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期24-29,共6页

利用红外热像仪测量储罐多相界面是一种比较理想的测量方法。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内多相界面进行定量识别的传热反问题识别方法,同时分析... 利用红外热像仪测量储罐多相界面是一种比较理想的测量方法。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内多相界面进行定量识别的传热反问题识别方法,同时分析了初始假设、测量误差和表面最大温差对多相界面识别精度的影响。计算结果表明:在工程允许的测量误差范围内(σ=2℃),利用红外测温反演估计储罐多相界面及罐内流体温度具有很高的识别精度。该方法为油罐多相界面和内部温度识别提供了一种新的思路和途径。 展开更多

关键词 传热反问题 多相界面 Levenberg—Marquardt法 红外热像仪 储罐

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第一类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题研究 被引量：5

3

作者 陈清华 徐曼曼 +2 位作者 庞立 刘泽功 关维娟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1809-1814,共6页

为实现松散煤体热物性参数的高效准确获取,对第1类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题进行了研究.利用超级恒温水浴生成恒温水介质,结合底部为黄铜板的试样盒构建恒温边界,然后基于第1类边界条件下的一维非稳态传热模型,利用随机共... 为实现松散煤体热物性参数的高效准确获取,对第1类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题进行了研究.利用超级恒温水浴生成恒温水介质,结合底部为黄铜板的试样盒构建恒温边界,然后基于第1类边界条件下的一维非稳态传热模型,利用随机共轭梯度法估计松散煤体导热系数和比定压热容等.参数灵敏度分析表明,松散煤体导热系数与比定压热容可同时估计,但因比定压热容灵敏度系数较低,导致参数反演估计精度不高,从而采用先估计热扩散率,然后再对比定压热容进行修正的策略,实现了松散煤体导热系数及比定压热容的准确估计.通过建立的测试装置,进行了松散煤体热物性参数估计实验.结果表明:采用的松散煤体热物性反演估计算法具有较好的准确性和抗不适定性,初始猜测值对参数反演估计结果没有明显影响,而温度测量标准差达到0.6时,参数反演相对误差也仅为7.53%. 展开更多

关键词 松散煤体 第1类边界 传热反问题 多参数估计

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边值传热反问题误差评估的正则化仿真模型 被引量：2

4

作者 吴洪潭 李希靖 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1448-1450,共3页

传热反问题数值解误差的准确评估一直是制约它应用于工业测量的一个难点。以淬火测试探头冷却过程的非稳态一维线性传热反问题为例,以位于探头中心热电偶所测的温度数据为基础,通过引入正则化参数,抑制了反问题对测量误差的放大作用,根... 传热反问题数值解误差的准确评估一直是制约它应用于工业测量的一个难点。以淬火测试探头冷却过程的非稳态一维线性传热反问题为例,以位于探头中心热电偶所测的温度数据为基础,通过引入正则化参数,抑制了反问题对测量误差的放大作用,根据特殊情况下的非级数形式的解析解,建立了数值解计算误差评估的正则化仿真模型。仿真实验获得了模型的最优正则参数,提高了反问题数值解误差评估的准确性,验证了该模型的有效性。 展开更多

关键词 正则化仿真 传热反问题 表面温度 误差评估

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基于传热反问题的高炉炉衬侵蚀厚度的数值模拟方法研究 被引量：2

5

作者 郑坤灿 刘训良 +2 位作者 温治 任雁秋 武文斐 《冶金能源》 2009年第2期27-30,共4页

文章提出了基于传热反问题的高炉炉衬侵蚀厚度的在线动态实时预报方法,并提出了详细的技术方案和实施策略,为高炉炉衬侵蚀厚度的在线实时预报提供了新的解决思路。

关键词 高炉长寿 炉衬侵蚀 数值模拟 传热反问题

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基于传热反问题的钢包热状态跟踪模拟 被引量：4

6

作者 陈桂彬 贺东风 +1 位作者 袁飞 徐安军 《有色金属科学与工程》 CAS 2016年第2期25-31,共7页

现代化高效连续炼钢的关键是钢水温度控制,钢包热状态是钢包周转过程中钢水温降的重要影响因素,因而烘烤结束时的钢包热状态至关重要.由于钢包内部温度较高,生产场地布局复杂,电子原件的使用寿命较短等原因,传统的实测法和数值模拟等方... 现代化高效连续炼钢的关键是钢水温度控制,钢包热状态是钢包周转过程中钢水温降的重要影响因素,因而烘烤结束时的钢包热状态至关重要.由于钢包内部温度较高,生产场地布局复杂,电子原件的使用寿命较短等原因,传统的实测法和数值模拟等方法都无法实现包衬内部实时接触式测温.针对上述情况,文章运用有限差分法正向求解包衬温度场,再建立非稳态的钢包传热一维数学模型,采用Fluent软件模拟火焰温度场,用传热反问题研究方法以钢包易测量的包壳温度为已知条件,对包衬温度分布进行数学反演,并通过计算机C^#语言对210 t钢包烘烤过程进行智能化模拟追踪,编写烘烤过程的温度场实时监控软件,为钢包调度和编制合理的烘烤制度提供一个切实可行的新方法. 展开更多

关键词 钢包热状态 非稳态模型 传热反问题 可视化

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共轭梯度法求解稳态传热组合边界条件反问题 被引量：5

7

作者 杨海天 胡国俊 薛齐文 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期136-140,共5页

建立稳态传热反问题中边界条件多宗量反演的求解模式,导出了敏度计算公式,应用改进的共轭梯度技术进行求解,探讨了测点配置和测量误差对反演结果的影响.数值计算给出了令人满意的结果.

关键词 共轭梯度法 组合边界条件 有限元 多宗量 稳态传热反问题 测点配置 测量误差

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膜式水冷壁传热边界条件反演 被引量：7

8

作者 蒋文萍 王广军 +1 位作者 严飞 陈红 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期93-98,共6页

膜式水冷壁传热边界条件对现代电站锅炉安全运行有重要影响。针对其难以直接测量的现状,采用共轭梯度法对膜式水冷壁的传热边界条件进行了反演,并讨论了测点数目、待反演参数的初始猜测值及测量误差对反演结果及向火侧金属外壁温度分布... 膜式水冷壁传热边界条件对现代电站锅炉安全运行有重要影响。针对其难以直接测量的现状,采用共轭梯度法对膜式水冷壁的传热边界条件进行了反演,并讨论了测点数目、待反演参数的初始猜测值及测量误差对反演结果及向火侧金属外壁温度分布的影响。结果表明:增加测点数可提高反演精度,而3个测点即可达到较高精度;反演结果对初值有一定的依赖性;在一定的测量误差范围内,共轭梯度法仍能够得到较满意的结果。 展开更多

关键词 膜式水冷壁 传热边界条件 共轭梯度法 传热反问题

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基于组合边界条件的固体材料热扩散系数测试方法

9

作者 陈清华 吴佳乐 +2 位作者 陆育 季家东 刘萍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1201-1210,共10页

提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到... 提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到材料的热扩散系数.设计了实验方案并搭建了完整的测试系统,利用测试装置对亚克力板(PMMA)、硼硅玻璃(Pyrex7740)、大理石3种材料进行了综合实验,结果表明导热系数测试结果与文献值的最大相对偏差为3.45%,小于5%,验证了测试方法和装置的可行性与准确性.进一步对PMMA热扩散系数实验的不确定度进行了分析,得到扩展不确定度为4.86%,处于较低水平,说明实验数据可靠,测试方法科学. 展开更多

关键词 固体材料 对流边界 组合边界 热扩散系数 传热反问题

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采用混沌-LM混合解法的材料缺陷单面红外检测定量辨识 被引量：5

10

作者 吕事桂 杨立 +1 位作者 范春利 王为清 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期317-323,共7页

针对缺陷定量辨识的非线性、不适定性提出了采用混沌-LM(Levenberg-Marquardt)混合解法结合单面红外检测技术对缺陷进行定量辨识的新算法,并提出了相对敏感系数分析缺陷可检测性的新概念。通过相对敏感系数分析发现,缺陷尺寸、位置的不... 针对缺陷定量辨识的非线性、不适定性提出了采用混沌-LM(Levenberg-Marquardt)混合解法结合单面红外检测技术对缺陷进行定量辨识的新算法,并提出了相对敏感系数分析缺陷可检测性的新概念。通过相对敏感系数分析发现,缺陷尺寸、位置的不同描述参数的可检测性并不相同,而且采用检测面达到最大温差时刻点的瞬态检测比稳态检测更具优越性。文中采用数值实验对瞬态和稳态检测均进行了检验,实验结果与相对敏感系数分析结论一致。此外,数值实验还证明了混沌-LM混合解法的有效性,表明了辨识结果的稳定性和全局最优性。 展开更多

关键词 传热反问题 缺陷辨识 混沌算法 Levenberg-Marquardt法 红外检测 全局最优

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边界形状的红外识别算法 被引量：7

11

作者 范春利 孙丰瑞 杨立 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2783-2788,共6页

基于表面测温的边界形状识别是导热反问题的重要研究内容,同时也是红外无损检测技术从定性到定量发展的重要理论基础。对于边界识别类导热反问题,由于需要在迭代过程中不断改变不规则的求解区域的形状,所以其计算复杂性较大,计算时间也... 基于表面测温的边界形状识别是导热反问题的重要研究内容,同时也是红外无损检测技术从定性到定量发展的重要理论基础。对于边界识别类导热反问题,由于需要在迭代过程中不断改变不规则的求解区域的形状,所以其计算复杂性较大,计算时间也相对比较长,直接影响到实际算法的应用。本文基于试件整体对传热的宏观影响规律提出了基于有效热导率评估的边界识别方法。该方法将不规则求解区域上的边界识别问题转化为一个规则求解区域上的有效热导率的识别问题,从而大大降低了边界形状迭代求解的复杂性和计算所需时间。数值算例证明了算法的有效性。边界的初始假设可以忽略。算法没有明显放大温度测量的误差。 展开更多

关键词 传热反问题 有效热导率 边界形状识别 共轭梯度法 有限体积法

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细菌群趋药性算法在电气设备缺陷参数红外识别中的应用 被引量：3

12

作者 寇蔚 孙丰瑞 杨立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第30期113-118,共6页

将电气设备零件缺陷参数的红外定量识别视为某种形式的结构设计优化问题,引入细菌群趋药性优化算法和径向基函数神经网络,搭建了一个简单而完整、通用灵活的多学科设计优化框架对该问题进行求解。其中径向基函数神经网络作为代理模型,... 将电气设备零件缺陷参数的红外定量识别视为某种形式的结构设计优化问题,引入细菌群趋药性优化算法和径向基函数神经网络,搭建了一个简单而完整、通用灵活的多学科设计优化框架对该问题进行求解。其中径向基函数神经网络作为代理模型,精度较高、计算速度较快,可简化复杂、费时的有限元计算以得到不同缺陷参数条件下零件表面的温度场;将该温度场与目标温度场之间的差异作为目标函数,以细菌群趋药性优化算法进行缺陷参数的定量识别。该方法在一个简单的三维夹杂型缺陷参数的红外识别算例中取得了满意的结果,与粒子群优化算法相比,可以更快地接近优化解。 展开更多

关键词 细菌群趋药性算法 缺陷 识别 红外 传热反问题 多学科设计优化

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不确定条件下的设备热物性参数辨识 被引量：2

13

作者 寇蔚 孙丰瑞 杨立 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期258-261,共4页

本文考虑了热物理量测量的随机性,建立了试件温度场参数识别的随机方法,研究了热物理量测的随机特性对识别结果的影响。

关键词 参数辨识 传热反问题 不确定性

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基于最小二乘有限元的导热系数直接反算方法 被引量：3

14

作者 刘畅 童富果 李彪 《水电能源科学》 北大核心 2018年第12期113-116,128,共5页

导热系数是温度场计算分析中的重要参数,针对基于优化方法反演导热系数计算量大、收敛慢、易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于最小二乘有限元的直接反算方法,可快速得到材料导热系数。该方法是将有限单元法和最小二乘法引入热传导方... 导热系数是温度场计算分析中的重要参数,针对基于优化方法反演导热系数计算量大、收敛慢、易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于最小二乘有限元的直接反算方法,可快速得到材料导热系数。该方法是将有限单元法和最小二乘法引入热传导方程,直接求解材料导热系数时空分布,不需要进行大量的正算和迭代过程,大大提高了计算效率,且由于不需要事先假定导热系数分布函数形式,保证了计算精度。最后,以水泥砂浆导热系数测试试验为例,验证了最小二乘有限单元法在导热系数反算中的适用性和可靠性。 展开更多

关键词 导热系数 最小二乘有限元 传热反问题 水泥砂浆

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基于表面测温的管道内流体流量及截面温度的识别研究 被引量：1

15

作者 张林 杨立 范春利 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期78-82,共5页

针对输热管道内部流体流量及温度分布的识别问题,提出了基于管道外壁温度分布,使用FLUENT建立管道充分发展段对流换热模型,并联合MATLAB利用有限体积法和Levenberg-Marquardt(L-M)算法形成了识别管道内流体流量及截面温度的新方法。在... 针对输热管道内部流体流量及温度分布的识别问题,提出了基于管道外壁温度分布,使用FLUENT建立管道充分发展段对流换热模型,并联合MATLAB利用有限体积法和Levenberg-Marquardt(L-M)算法形成了识别管道内流体流量及截面温度的新方法。在此基础上,研究了不同工况下管道内流体流量及截面温度的识别问题,讨论了管道表面温度测量误差及测温点个数对算法识别结果的影响。数值实验证明了该方法的有效性和精确性。 展开更多

关键词 管道 流量 截面温度 传热反问题 LEVENBERG-MARQUARDT算法

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基于红外测温的内部点热源的识别 被引量：5

16

作者 贾文抖 范春利 +1 位作者 孙丰瑞 杨立 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期837-844,共8页

基于表面测温的内热源识别问题在红外无损检测、微生物发酵、弹药和食物存储等领域都有重要的应用。利用遗传算法对导热反问题中热源项的反演问题进行了识别研究,系统地分析了多种因素对热源参数识别结果的影响。通过具体算例的求解,证... 基于表面测温的内热源识别问题在红外无损检测、微生物发酵、弹药和食物存储等领域都有重要的应用。利用遗传算法对导热反问题中热源项的反演问题进行了识别研究,系统地分析了多种因素对热源参数识别结果的影响。通过具体算例的求解,证明了该方法可以很好地解决内部点热源参数识别的问题。同时识别多个点热源的强度和位置时,结果都比较准确;在测温信息减少到依靠一边测温时,仅有远处的点热源的位置识别结果出现偏差;在测温误差的标准差不超过1.0℃时,热源强度和位置的识别结果都是准确的。 展开更多

关键词 点热源 传热反问题 遗传算法 红外测温

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基于参数转化和遗传算法的内部多缺陷识别算法的性能分析 被引量：1

17

作者 贾文抖 范春利 +1 位作者 孙丰瑞 杨立 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第9期762-767,共6页

试件或设备内部缺陷的定量识别已成为红外无损检测与传热反问题领域的一个重要研究方向。针对基于表面红外测温的试件内部多缺陷的识别问题,提出了基于参数转化思想和遗传算法的一种新的定量识别方法,初步研究显示了对试件内部多缺陷识... 试件或设备内部缺陷的定量识别已成为红外无损检测与传热反问题领域的一个重要研究方向。针对基于表面红外测温的试件内部多缺陷的识别问题,提出了基于参数转化思想和遗传算法的一种新的定量识别方法,初步研究显示了对试件内部多缺陷识别的良好的适用性。针对该方法,以二维试件内部多缺陷试件为例,从缺陷的位置、形状、数目、网格密度、测温误差等各个方面系统地分析该方法的性能。一系列数值试验验证了该方法的有效性,证明了在各种因素影响下该算法均具有非常优越的性能。 展开更多

关键词 红外无损检测 多缺陷识别 遗传算法 参数转化 传热反问题

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木质地采暖地板蓄热性能检测及反演方法 被引量：3

18

作者 周世玉 杜光月 +2 位作者 曹正彬 刘晓平 周玉成 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期14-19,共6页

【目的】基于传热反问题研究方法,采用BP神经网络对地采暖地板蓄热性能进行反演计算,为地采暖地板蓄热性能分析提供理论和方法支撑。【方法】基于CFD软件构建检测腔体数值模型,模拟获取结构单一样本在不同初始温度(50～130℃范围内每间... 【目的】基于传热反问题研究方法,采用BP神经网络对地采暖地板蓄热性能进行反演计算,为地采暖地板蓄热性能分析提供理论和方法支撑。【方法】基于CFD软件构建检测腔体数值模型,模拟获取结构单一样本在不同初始温度(50～130℃范围内每间隔5℃设定一个模拟工况)下散热形成的温度场分布数据,并将初始温度为50、60、70、80、90、100、110、120和130℃的温度场分布数据作为神经网络模型的训练集,初始温度为55、65、75、85、95、105、115和125℃的温度场分布数据作为神经网络模型的测试集。【结果】经反复训练比较,获取较优的神经网络模型,其测试集的平均相对误差(MRE)=0.68%,最大相对误差(MAE)=19.51%,均方误差(MSE)=1.18%,拟合度(R^2)=0.98。基于该神经网络模型,选取白桦、水曲柳、西南桦、柞木4种典型实木地采暖地板样本进行蓄热性能反演计算,结果显示4种实木地采暖地板的蓄热性能表现为柞木>西南桦>水曲柳>白桦。【结论】经训练的神经网络模型可有效预测不同地采暖地板的蓄热性能,基于BP神经网络反演地采暖地板蓄热性能的方法可行。 展开更多

关键词 地采暖地板 蓄热性能 传热反问题 神经网络

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