非线性热传导逆问题的表面热流辨识方法 被引量：15

1

作者 钱炜祺 周宇 +2 位作者 何开锋 袁军娅 黄建栋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期145-150,共6页

当材料的热物性参数随温度变化时,其内部的热传导方程是一非线性偏微分方程,对应的热传导逆问题称为非线性热传导逆问题。本文建立了非线性热传导逆问题的两种表面热流辨识方法:顺序函数法和共轭梯度法,介绍了这两种辨识方法的基本思想... 当材料的热物性参数随温度变化时,其内部的热传导方程是一非线性偏微分方程,对应的热传导逆问题称为非线性热传导逆问题。本文建立了非线性热传导逆问题的两种表面热流辨识方法:顺序函数法和共轭梯度法,介绍了这两种辨识方法的基本思想和具体算法推导,并针对典型算例进行了仿真辨识,结果表明:两种辨识方法虽然在算法构造、计算效率方面存在一定的差异,但都能给出较好的辨识结果,并且算法受测量噪声的影响较小,具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 非线性热传导逆问题 表面热流辨识 顺序函数法 共轭梯度法

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三维非稳态热传导逆问题反演算法研究 被引量：12

2

作者 钱炜祺 何开锋 汪清 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期611-618,共8页

利用表面温度测量来反演热传导方程中的热源项是一类典型的热传导逆问题,在采用有限体积法对三维非稳态热传导问题进行数值求解的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,建立了伴随方程法和共轭梯度法这两类反演算法.采用这两类算法对... 利用表面温度测量来反演热传导方程中的热源项是一类典型的热传导逆问题,在采用有限体积法对三维非稳态热传导问题进行数值求解的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,建立了伴随方程法和共轭梯度法这两类反演算法.采用这两类算法对一个典型算例的计算结果表明:建立的两类反演算法是有效的,具有较好的抗噪性能.此外,对反演算法中计算收敛准则的选取进行了较深入的分析,结果表明,由于热传导逆问题的不适定性,优化过程中目标函数值越小并不意味着反演结果与真值更为接近,可以通过设定合适的收敛准则来模拟正则化项的作用,克服不适定性的影响. 展开更多

关键词 三维非稳态热传导逆问题 热源项 伴随方程 共轭梯度法 收敛准则

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一个非标准逆热传导问题的具有对数稳定性的Fourier正则化方法 被引量：3

3

作者 傅初黎 赵华 钱志 《应用数学》 CSCD 北大核心 2005年第2期238-243,共6页

逆热传导问题是严重不适定问题,即问题的解(如果存在)将不连续依赖于测量数据,使其数值计算非常困难.但最近20 年来人们主要关注标准的逆热传导问题而对非标准情形研究较少.本文给出了一个非标准逆热传导问题的具有对数稳定性的Fourier... 逆热传导问题是严重不适定问题,即问题的解(如果存在)将不连续依赖于测量数据,使其数值计算非常困难.但最近20 年来人们主要关注标准的逆热传导问题而对非标准情形研究较少.本文给出了一个非标准逆热传导问题的具有对数稳定性的Fourier正则化方法,恢复了解对数据的连续依赖性. 展开更多

关键词 逆热传导问题 不适定问题 正则化 误差估计 对数稳定性

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确定热流的非标准逆热传导问题的小波正则化方法 被引量：1

4

作者 冯立新 李媛 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2012年第4期709-719,共11页

考虑确定热流u_x(x,t),0<x<1的非标准逆热传导问题这是严重的不适定问题.该文分析了问题的不适定性,利用Meyer小波给出了小波正则解,并且在(2^(1/2)-(π/3)^(1/2))/2^(2)<x<1时给出了正则解与精确解之间的H(o|¨)lder... 考虑确定热流u_x(x,t),0<x<1的非标准逆热传导问题这是严重的不适定问题.该文分析了问题的不适定性,利用Meyer小波给出了小波正则解,并且在(2^(1/2)-(π/3)^(1/2))/2^(2)<x<1时给出了正则解与精确解之间的H(o|¨)lder型误差估计,数值实验表明在0<x<1时正则解能够收敛到精确解. 展开更多

关键词 逆热传导问题 不适定问题 正则化 误差估计 Meyer小波

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利用温度测量结果反演三维热传导问题中热源项的算法研究(英文) 被引量：2

5

作者 何开锋 钱炜祺 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期53-58,76,共7页

利用表面温度测量来反演热传导问题中的热源项是一类典型的热传导逆问题,在采用有限体积法对三维稳态热传导问题进行数值求解的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,基于灵敏度分析建立了反演算法。采用该算法对一典型算例的计算结... 利用表面温度测量来反演热传导问题中的热源项是一类典型的热传导逆问题,在采用有限体积法对三维稳态热传导问题进行数值求解的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,基于灵敏度分析建立了反演算法。采用该算法对一典型算例的计算结果表明:建立的算法是有效的,具有较好的抗噪性能。此外,对反演算法中计算收敛准则的选取进行了较深入的分析,结果表明,由于热传导逆问题的不适定性,优化过程中目标函数值越小并不意味着反演结果与真值更为接近,可以通过设定合适的收敛准则来模拟正则化项的作用,克服不适定性的影响。 展开更多

关键词 三维热传导逆问题 温度测量 热源项 收敛准则

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一类三维逆时热传导问题的数值求解 被引量：2

6

作者 孟庆春 张磊 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第1期187-200,共14页

该文考虑一类三维逆时热传导问题的数值解法.基于有限差分时间离散,并结合伽辽金(Galerkin)方法对空间进行有限元离散,导出刚度矩阵及载荷向量,对热传导问题进行数值求解.针对反问题,利用分离变量法建立T时刻温度场与初始温度场之间的... 该文考虑一类三维逆时热传导问题的数值解法.基于有限差分时间离散,并结合伽辽金(Galerkin)方法对空间进行有限元离散,导出刚度矩阵及载荷向量,对热传导问题进行数值求解.针对反问题,利用分离变量法建立T时刻温度场与初始温度场之间的对应关系,给出了反演公式,并在一定先验假设条件下证明了反问题的局部稳定性.为克服反问题求解的不适定性,使用吉洪诺夫(Tikhonov)正则化和终值数据扰动正则化方法反演了初始温度场,通过数值实验验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 三维逆时热传导问题 有限元 不适定性 正则化方法

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材料热传导系数随温度变化函数的反演方法 被引量：21

7

作者 唐中华 钱国红 钱炜祺 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期377-382,共6页

材料热传导系数的反演是一类典型的热传导逆问题。针对材料热传导系数随温度变化的情况,本文将材料的热传导系数值按温度区间分段离散,建立了通过材料边界点的温度测量来反演各温度区间热传导系数值的遗传算法和伴随方程法。通过典型算... 材料热传导系数的反演是一类典型的热传导逆问题。针对材料热传导系数随温度变化的情况,本文将材料的热传导系数值按温度区间分段离散,建立了通过材料边界点的温度测量来反演各温度区间热传导系数值的遗传算法和伴随方程法。通过典型算例分析和考虑测量噪声、系统噪声的反演计算结果分析表明:所建立的两种反演算法都是可行有效的,受测量随机噪声和系统噪声的影响较小,具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 热传导逆问题 热传导系数 反演 遗传算法 伴随方程法

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考虑约束的材料热传导系数辨识方法

8

作者 周宇 钱炜祺 +1 位作者 邵元培 颜维旭 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期563-568,共6页

材料热传导系数的辨识是一类典型的热传导逆问题。本文建立了辨识随温度变化的热传导系数的遗传算法,并通过辨识增量和引入罚函数等方法,考虑了一类典型防热材料热传导系数值随温度增加不减小的物理约束,以及一项工程应用中的约束,即温... 材料热传导系数的辨识是一类典型的热传导逆问题。本文建立了辨识随温度变化的热传导系数的遗传算法,并通过辨识增量和引入罚函数等方法,考虑了一类典型防热材料热传导系数值随温度增加不减小的物理约束,以及一项工程应用中的约束,即温度较高时温度的仿真计算结果应高于温度实测值,建立起了考虑约束的材料热传导系数辨识方法。通过典型算例的分析计算结果表明,所建立的辨识算法是有效的,克服了原有算法在测量误差较大情况下辨识结果出现非物理振荡的不足,辨识结果也具有更强的工程实用价值。 展开更多

关键词 热传导逆问题 热传导系数 辨识 约束 遗传算法

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识别材料导热系数和导温系数的温度场逆分析 被引量：11

9

作者 王登刚 刘迎曦 +1 位作者 李守巨 李凤志 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2001年第3期233-237,共5页

为了识别材料导热系数和导温系数,采用观测温度同时识别材料导热系数和比热容. 在建立同时确定导热系数和比热容的瞬态温度场逆分析数值计算模型的基础上,引入混沌优化方法求解该优化模型,以克服阻尼牛顿等方法求解该模型所遇到的困难.... 为了识别材料导热系数和导温系数,采用观测温度同时识别材料导热系数和比热容. 在建立同时确定导热系数和比热容的瞬态温度场逆分析数值计算模型的基础上,引入混沌优化方法求解该优化模型,以克服阻尼牛顿等方法求解该模型所遇到的困难. 在瞬态温度场正问题求解中采用了精细积分方法以提高计算精度. 算例验证了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 热传导逆问题 导热系数 导温系数 混沌优化 材料

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求解一般抛物方程侧边值问题的具H■lder连续性的Fourier正则化方法 被引量：1

10

作者 傅初黎 邱春雨 赵华 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2005年第6期806-810,共5页

逆热传导问题是严重不适定问题,它的解如果存在,其解将不连续依赖于定解数据,使得数值计算和理论分析都非常困难.但目前关于逆热传导问题的已有文献大都主要集中于讨论由标准热传导方程所描述的问题.该文给出了一种适用于由一般一维抛... 逆热传导问题是严重不适定问题,它的解如果存在,其解将不连续依赖于定解数据,使得数值计算和理论分析都非常困难.但目前关于逆热传导问题的已有文献大都主要集中于讨论由标准热传导方程所描述的问题.该文给出了一种适用于由一般一维抛物方程所描述的逆热传导问题且具有Ho。lder连续性的Fourier正则化新方法. 展开更多

关键词 逆热传导问题 不适定问题 抛物方程侧边值问题 正则化方法 HOLDER连续性

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一个抛物型方程侧边值问题的正则逼近解在一类Sobolev空间中的最优误差界

11

作者 李洪芳 傅初黎 熊向团 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1128-1134,共7页

逆热传导问题(IHCP)是严重不适定问题,即问题的解(如果存在)不连续依赖于数据.但目前关于逆热传导问题的已有结果主要是针对标准逆热传导问题.文中给出了出现在实际问题中的一个抛物型方程侧边值问题,即一个含有对流项的非标准型逆热传... 逆热传导问题(IHCP)是严重不适定问题,即问题的解(如果存在)不连续依赖于数据.但目前关于逆热传导问题的已有结果主要是针对标准逆热传导问题.文中给出了出现在实际问题中的一个抛物型方程侧边值问题,即一个含有对流项的非标准型逆热传导问题的正则逼近解一类Sobolev空间中的最优误差界. 展开更多

关键词 逆热传导问题 不适定问题 抛物型方程侧边值问题 正则化方法 最优误差界

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非稳态表面热流反演算法研究 被引量：11

12

作者 钱炜祺 何开锋 +1 位作者 桂业伟 汪清 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期155-161,共7页

表面热流的反演是一类典型的热传导逆问题。在采用有限体积法数值求解三维非稳态热传导问题的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,建立了顺序函数法和共轭梯度法这两类反演算法。采用这两类算法对一个典型算例的计算结果表明:建立... 表面热流的反演是一类典型的热传导逆问题。在采用有限体积法数值求解三维非稳态热传导问题的基础上,将该热传导逆问题转化为优化问题,建立了顺序函数法和共轭梯度法这两类反演算法。采用这两类算法对一个典型算例的计算结果表明:建立的两类反演算法都是有效的,具有较好的抗噪性能。顺序函数法的优势在于算法的推导和实现较为简便,但算法中存在人为确定的参数r,该参数的选取对反演结果有较大影响。共轭梯度法的算法中没有自由参数,但算法的推导和实现都较为复杂,其反演结果的精度和顺序函数法的反演结果精度基本相当。 展开更多

关键词 三维非稳态热传导逆问题 表面热流 顺序函数法 共轭梯度法

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气动热参数辨识原理性实验初步研究 被引量：5

13

作者 钱炜祺 吴世见 +3 位作者 卜海涛 何开锋 桂业伟 汪清 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期59-62,共4页

气动热参数辨识问题实质上是热传导逆问题,介绍了热传导逆问题原理性实验的初步情况。首先介绍了实验原理和实验装置,利用电加热器对碳钢试件加热得到了测温点上的温度变化历程,然后采用顺序函数法对表面热流进行了辨识,结果表明:考虑... 气动热参数辨识问题实质上是热传导逆问题,介绍了热传导逆问题原理性实验的初步情况。首先介绍了实验原理和实验装置,利用电加热器对碳钢试件加热得到了测温点上的温度变化历程,然后采用顺序函数法对表面热流进行了辨识,结果表明:考虑辐射效应后,热流辨识结果位于标称热流密度值的±15%误差带内。热流辨识结果与标称值基本吻合,既证明了热传导逆问题求解算法的可行性,也初步验证了实验装置的有效性。 展开更多

关键词 参数辨识 热传导逆问题 热流密度 顺序函数法

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MF-1飞行试验表面热流辨识 被引量：4

14

作者 周宇 杨庆涛 +2 位作者 王安龄 袁先旭 钱炜祺 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期938-944,共7页

利用物体内部测点温度辨识表面热流,是一典型热传导逆问题。利用一维表面热流辨识方法处理分析MF-1航天模型飞行试验的温度测量数据,获得了表面热流数据。辨识结果结合数值模拟预测结果可以有效地判断边界层流态变化(再层流化、转捩)发... 利用物体内部测点温度辨识表面热流,是一典型热传导逆问题。利用一维表面热流辨识方法处理分析MF-1航天模型飞行试验的温度测量数据,获得了表面热流数据。辨识结果结合数值模拟预测结果可以有效地判断边界层流态变化(再层流化、转捩)发生的区域,达到了预期目标。一维辨识方法模型过于简单有其局限性,比如一维方法没有考虑到测温结构与飞行器壳体之间的横向传热,辨识结果中出现了不合理的负热流,精度不足以支持深入定量对比分析。为了克服这一缺陷,提高辨识精度,采用三维传热模型来分析处理温度测量数据、辨识表面热流,由此得到的辨识结果比一维辨识结果更加合理。在三维传热模型的表面热流辨识计算中,还考虑了接触热阻对测温部件表面温度辨识结果的影响,并通过模拟计算给出了他们的影响规律。通过这一系列分析可以看到,飞行试验中测温部件传热较为复杂,而基于精细传热模型的表面热流辨识方法可以有效获得精度较高的辨识结果。同时这也预示了这一方法在航天飞行试验中应用的潜力。 展开更多

关键词 表面热流 热传导逆问题 共轭梯度法 接触热阻 飞行试验 边界层转捩

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变几何域传热的表面热流反演方法 被引量：2

15

作者 邵元培 钱炜祺 +2 位作者 周宇 杨驰 黄建栋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期296-301,共6页

变几何域的表面热流反演是一类特殊的热传导逆问题,在再入飞行器烧蚀型防热材料的表面热流反演中具有工程实用价值。本文首先对变几何域传热的正问题计算方法进行了校核验证,然后建立了求解变几何域表面热流反演问题的顺序函数法和共轭... 变几何域的表面热流反演是一类特殊的热传导逆问题,在再入飞行器烧蚀型防热材料的表面热流反演中具有工程实用价值。本文首先对变几何域传热的正问题计算方法进行了校核验证,然后建立了求解变几何域表面热流反演问题的顺序函数法和共轭梯度法;给出了这两种反演方法的基本思想和算法推导,并针对典型算例进行了仿真。结果表明:两种反演方法都能计算出较好的反演结果,并且算法受测量噪声的影响较小,具有较好的鲁棒性;反演算法能适应不同的几何域变化函数,但几何域变化量的测量误差在表面热流的反演结果中会有较为直接的反映。 展开更多

关键词 热传导逆问题 表面热流反演 变几何域 顺序函数法 共轭梯度法

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采用内部测温估计表面热流在高超声速风洞试验中的应用(英文) 被引量：1

16

作者 张石玉 赵学军 陈则霖 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期61-67,共7页

表面热流预估方法利用试验件内部的温度来预估其表面热流。该方法的最大优点是测量温度的热电偶是内埋在试验件内部,不与外界的高温气流直接接触。该方法为高超声速飞行器飞行实验估计表面热流提供一种可行的途径。为了验证该方法在预... 表面热流预估方法利用试验件内部的温度来预估其表面热流。该方法的最大优点是测量温度的热电偶是内埋在试验件内部,不与外界的高温气流直接接触。该方法为高超声速飞行器飞行实验估计表面热流提供一种可行的途径。为了验证该方法在预测外界流场特性方面的能力,在航天空气动力技术研究院(CAAA)的FD-03风洞中开展了一系列高超声速气动热风洞试验。试验中采用一块铝合金试验板,部分试验采用光滑平板,其余试验在试验平板的表面添加拌线以干扰外界流场。而后采用热流估计方法预估试验板的表面热流。预估结果表明,如由拌线产生的激波等外流场的强烈变化将在估计的热流结果中得到清晰的显示。 展开更多

关键词 热传导逆问题 表面热流 估计 气动热 风洞试验

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基于红外测温数据的亚表面缺陷的反演方法 被引量：3

17

作者 马晓波 王青青 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期85-90,共6页

热传导逆问题的研究是亚表面缺陷定量评估与识别的理论基础。本文基于非傅里叶热传导模型的正问题研究,即将材料亚表面温度的正问题计算结果作为实验测试数据,采用Levenberg-Marquart算法对半无限材料中圆柱绝热缺陷的逆问题进行了研究... 热传导逆问题的研究是亚表面缺陷定量评估与识别的理论基础。本文基于非傅里叶热传导模型的正问题研究,即将材料亚表面温度的正问题计算结果作为实验测试数据,采用Levenberg-Marquart算法对半无限材料中圆柱绝热缺陷的逆问题进行了研究。分析讨论了初始假设、入射频率、热扩散长度等对反演结果的影响,并将LM算法与最速下降法、牛顿法等其他算法进行了比较。结果表明:初始假设参数不影响LM算法的有效性;入射频率、热扩散长度等物性参数仅会影响收敛速度的快慢,不影响反演结果的精确性;LM算法相较于最速下降法和牛顿法具有更大的收敛范围和更快的收敛速度。 展开更多

关键词 热传导逆问题 非傅里叶导热 亚表面缺陷 Levenberg—Marquart法

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确定表面热流的一般抛物方程边值的迭代法

18

作者 邓练波 付英英 郝存生 《黑龙江科技信息》 2009年第31期31-31,共1页

主要考虑逆热传导问题(IHCP),这是一个非常不适定的问题。将使用改进的Landweber迭代法求解热流分布函数,并给出了其误差估计。

关键词 逆热传导问题 不适定问题 Landweber迭代 表面热流分布

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