材料變熱物性參數(shù)辨識算法與驗證.pdf

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