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组合优化算法在冲击温度反演中的应用
被引量：
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作者
张宁超
叶鑫
+4 位作者
李多
解孟其
王鹏
刘福生
钞红晓
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3666-3673,共8页
冲击物理温度是武器弹药性能测试、极端环境材料状态的重要参量,温度的精准获取在国防建设和工业制造领域有重要意义。冲击过程由于持续时间短、较难接触式测量以及温度范围广等特性,常规测温方法较难满足要求。利用多光谱辐射测温法,...
冲击物理温度是武器弹药性能测试、极端环境材料状态的重要参量,温度的精准获取在国防建设和工业制造领域有重要意义。冲击过程由于持续时间短、较难接触式测量以及温度范围广等特性,常规测温方法较难满足要求。利用多光谱辐射测温法,获取材料辐射强度值,以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型,从而获取目标的冲击物理温度值。实际中,由于不同目标发射率存在一定随机性,在模型反演温度时误差较大。冲击压缩下材料的结构可能发生相变,发射率随之变化,因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解,很难准确的获取温度值。基于约束优化理论,将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。针对每个通道获取到的温度值应该相同,将物体发射率限制在特定范围,利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率,克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。同时,将平衡优化器算法(EO)与序列二次规划法(SQP)相结合应用于温度模型的求解中,避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点,提高了温度反演的效率和准确性。对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证,结果表明温度反演误差均小于1%,反演时间小于3 s。最后利用本算法对冲击压缩下金属铜的温度进行了反演,并与最小二乘法和内点罚函数法进行了对比,结果表明所提出的方法得到金属铜的冲击物理温度值更接近理论计算结果。因此,该方法为其他未知发射率模型目标的冲击物理温度值获取,提供了一种有效的反演方法。
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关键词
多光谱测量
冲击物理温度
发射率
反演算法
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职称材料
题名
组合优化算法在冲击温度反演中的应用
被引量：
1
1
作者
张宁超
叶鑫
李多
解孟其
王鹏
刘福生
钞红晓
机构
西安工业大学电子信息工程学院
西南交通大学高温高压物理研究所
西北机电工程研究所
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3666-3673,共8页
基金
国家自然科学基金项目(12004292)
陕西省科技厅重点研发计划项目(2021KWZ-20)
西安市科技计划项目(21XJZZ0029)资助。
文摘
冲击物理温度是武器弹药性能测试、极端环境材料状态的重要参量,温度的精准获取在国防建设和工业制造领域有重要意义。冲击过程由于持续时间短、较难接触式测量以及温度范围广等特性,常规测温方法较难满足要求。利用多光谱辐射测温法,获取材料辐射强度值,以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型,从而获取目标的冲击物理温度值。实际中,由于不同目标发射率存在一定随机性,在模型反演温度时误差较大。冲击压缩下材料的结构可能发生相变,发射率随之变化,因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解,很难准确的获取温度值。基于约束优化理论,将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。针对每个通道获取到的温度值应该相同,将物体发射率限制在特定范围,利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率,克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。同时,将平衡优化器算法(EO)与序列二次规划法(SQP)相结合应用于温度模型的求解中,避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点,提高了温度反演的效率和准确性。对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证,结果表明温度反演误差均小于1%,反演时间小于3 s。最后利用本算法对冲击压缩下金属铜的温度进行了反演,并与最小二乘法和内点罚函数法进行了对比,结果表明所提出的方法得到金属铜的冲击物理温度值更接近理论计算结果。因此,该方法为其他未知发射率模型目标的冲击物理温度值获取,提供了一种有效的反演方法。
关键词
多光谱测量
冲击物理温度
发射率
反演算法
Keywords
Multi-spectral measurement
Shock temperature
Emissivity
Inverse algorithm
分类号
O432.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
组合优化算法在冲击温度反演中的应用
张宁超
叶鑫
李多
解孟其
王鹏
刘福生
钞红晓
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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