材料變熱物性參數(shù)辨識算法與驗證.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、熱傳導(dǎo)反問題可以用于材料熱物性參數(shù)和材料表面熱流辨識,因其實用性強得到廣泛應(yīng)用。但是熱傳導(dǎo)反問題的不適定性使之求解困難,因此熱傳導(dǎo)反問題的求解方法研究對其應(yīng)用具有舉足輕重的作用。熱傳導(dǎo)反問題求解方法很多,其中共軛梯度法(CGM)和LM算法(LMM)是最常用的迭代算法。本文在分析CGM和LMM的基礎(chǔ)上提出了收斂性更好的分段辨識方法,研究了分段辨識方法的計算精度、計算效率、對初始值的依賴性和對溫度測量誤差的穩(wěn)定性,并進行了實驗驗證。

2、  本文首先通過在非線性熱傳導(dǎo)偏微分方程中引入基爾霍夫變換,將非線性方程線性化,利用隱式有限差分方法建立了非線性熱傳導(dǎo)方程的求解方法。通過與有限元方法計算結(jié)果對比,驗證了熱傳導(dǎo)問題計算方法的有效性。其次,分析了CGM和LMM辨識材料變熱物性參數(shù)過程中存在的問題,并基于此提出了分段辨識方法。隨后,利用數(shù)值方法在計算精度、計算效率、對初始值的依賴性和對溫度測量誤差的穩(wěn)定性等方面對比了分段辨識方法和傳統(tǒng)的CGM和LMM的辨識結(jié)果,對比結(jié)果表明

3、,分段辨識方法在計算精度、計算效率和對初始值的依賴性等方面明顯優(yōu)于CGM和LMM。此外,還利用數(shù)值方法驗證了分段辨識方法進行多參數(shù)辨識和熱流辨識的有效性。最后,設(shè)計實驗驗證了分段辨識方法處理真實溫度數(shù)據(jù)的可行性,利用實驗測得的溫度歷程,辨識出了無氧銅的熱導(dǎo)率,并與激光熱導(dǎo)儀所測試結(jié)果對比,結(jié)果表明,本文所辨識出的熱導(dǎo)率在測試數(shù)據(jù)的誤差范圍內(nèi),并且變化趨勢相同,證明了該方法利用真實溫度信號辨識變熱物性參數(shù)可行性。另外通過在材料表面加載階躍

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