收藏本站
《合肥工业大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于改进萤火虫算法的热传导边界条件反问题研究

赵幸航  
【摘要】:反演边界条件问题在航空航天,工业生产领域有着广泛的应用。如何高效准确地识别边界热流和温度是热传导反问题领域的重要研究内容。本文研究了二维稳态和瞬态热传导问题中边界条件识别的方法。正问题分别采用常规边界元法和双重互易边界元法求解。对于稳态热传导边界条件识别问题,引入一种将边界条件用多项式函数近似的方法,将边界节点离散的未知变量数值反演问题转换为近似多项式函数系数识别问题。这种方法可以降低反演问题识别的参数个数,提高边界条件识别的效率。在反问题部分,采用了改进的萤火虫算法进行分析。分别研究了各向同性和正交各向异性热传导边界条件识别问题。探讨了测点的数目和测量误差对反演结果的影响,此外,正交各向异性热传导边界条件识别问题还考虑了边界离散单元数对反演结果的影响。数值算例结果表明,对各向同性材料和正交各向异性材料,当测点数不足时,所获得的反演结果误差较大,随着测点数量的增加,其反演结果也越来越精确。测量误差对反演结果也有较大影响,计算结果表明随着测量误差的减小,反演得到的边界条件也越来越精确。对正交各向异性材料而言,边界离散单元数对反演结果精确性有很大影响,随着边界离散单元的增加,反演得到的边界条件也越来越精确。对于带热源瞬态热传导边界条件识别问题,使用双重互易法将热源项与时间导数项所产生的域积分转换为边界积分。萤火虫算法具有非常好的全局搜索能力,而传统的萤火虫算法因其随机性,反演速度较慢。为了将传统萤火虫算法进行提速,引入了牛顿法进行优化。改进后的萤火虫算法既具有极强的全域搜索能力,也具有非常好的局部搜索能力。数值算例表明了改进的萤火虫算法比传统萤火虫算法更加高效。对于瞬态边界条件识别问题,主要考虑了测点数目和误差对反演结果的影响。计算结果显示当测点数不足时,难以获得准确的边界条件值,随着测点数的增加,反演得到的边界条件越准确。当考虑测量误差影响时,计算结果表明随着测量误差的减小,所获得的反演结果也越好。同时从计算结果可以发现,当存在测量误差时,越靠前的时间步所获得的反演结果越好。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP18;O551.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石友安;魏东;桂业伟;钱炜祺;曾磊;刘骁;;固体结构内部瞬态非均匀温度场的重建方法研究[J];兵工学报;2016年12期
2 崔苗;端维伟;高效伟;;基于复变量求导法的共轭梯度法及其在热传导反问题边界条件辨识中的应用[J];化工学报;2015年S1期
3 卞步喜;周焕林;程长征;牛忠荣;;二维位势边界条件反识别TSVD正则化法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2014年09期
4 文哲希;吕硕;何雅玲;;预测喷雾冷却热流密度反问题的粒子群算法研究[J];工程热物理学报;2013年08期
5 蒋文萍;王广军;严飞;陈红;;膜式水冷壁传热边界条件反演[J];中国电机工程学报;2012年05期
6 朱丽娜;王广军;陈红;;采用共轭梯度法求解多变量稳态传热反问题[J];中国电机工程学报;2011年08期
7 周焕林;王剑;牛忠荣;;薄体各向异性位势边界条件识别反问题正则化边界元方法[J];固体力学学报;2008年S1期
8 周焕林;杨智勇;牛忠荣;程长征;王秀喜;;薄体位势边界条件识别反问题正则化边界元方法(英文)[J];中国科学技术大学学报;2008年04期
9 钱炜祺,蔡金狮;顺序函数法求解二维非稳态热传导逆问题[J];空气动力学学报;2002年03期
10 刘林华,谈和平,余其铮;半透明平板边界入射辐射热流密度的反问题[J];计算物理;1999年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨智勇;边界元法反求解二维位势问题的边界条件[D];合肥工业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周旋;靳智平;;材料对封闭母线接头内部温度场的影响[J];电力学报;2017年04期
2 王金玉;聂成;孔德健;;基于改进ANFIS算法的故障分类[J];电气自动化;2016年06期
3 王琳琳;卢玫;黄鉴;;基于最小二乘法预测的导热反问题求解[J];化工学报;2016年S1期
4 魏昕婧;潘月君;张耀明;;Laplace方程Cauchy问题的正则化间接边界元法[J];山东理工大学学报(自然科学版);2016年03期
5 王发杰;张耀明;公颜鹏;;改进的基本解法在薄体各向异性位势Cauchy问题中的应用[J];工程力学;2016年02期
6 王敬莆;徐余法;孙明伦;张宙;;表贴式多相永磁电动机的优化设计分析[J];上海电机学院学报;2016年01期
7 周旋;陈林海;高强权;袁正中;;封闭母线接头温度场反演[J];电源技术;2016年02期
8 闫艳;隋学敏;;热流密度测量技术现状和发展概述[J];节能;2016年01期
9 周旋;;封闭母线接头内部热源求解及测点信息研究[J];电力学报;2015年06期
10 周宇;钱炜祺;何开锋;;耦合传导/辐射情况下的传热系数和表面热流辨识[J];实验流体力学;2015年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵幸航;基于改进萤火虫算法的热传导边界条件反问题研究[D];合肥工业大学;2017年
2 曹张;汽车后桥主减速器装配过程的力学性能分析与隔套选型[D];合肥工业大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常蕾;赵俭;;超声波测温技术在高温气流温场测量中的应用[J];计测技术;2014年01期
2 周焕林;江伟;胡豪;牛忠荣;;二维弹性力学边界条件反识别TSVD正则化法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2013年09期
3 YU XiaoChun;BAI YuGuang;CUI Miao;GAO XiaoWei;;Inverse analysis of thermal conductivities in transient non-homogeneous and non-linear heat conductions using BEM based on complex variable differentiation method[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2013年05期
4 黄少君;卢玫;张涛;陶亮;;适用于寻源导热反问题的改进蚁群系统[J];工程热物理学报;2013年04期
5 石宏臣;张晓怀;孙丰瑞;杨立;王为清;;基于红外成像测温的储罐液位传热反问题识别方法[J];化工学报;2012年12期
6 吕事桂;杨立;范春利;;基于有限元离散的不规则管道几何边界红外瞬态检测识别[J];化工学报;2012年12期
7 崔苗;高效伟;刘云飞;;基于瞬态热传导反问题反演材料随温度变化的导热系数[J];中国电机工程学报;2012年14期
8 李斌;刘林华;;基于双倒易边界元法的非稳态导热几何边界识别[J];中国电机工程学报;2009年05期
9 李春燕;阎维平;梁秀俊;黄景立;;600MW超临界锅炉燃烧器区膜式水冷壁温度场的数值计算[J];动力工程;2008年05期
10 钱炜祺;何开锋;汪清;;三维非稳态热传导逆问题反演算法研究[J];力学学报;2008年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈月娟;辐射边界条件在局地模式中的试验[J];高原气象;1987年02期
2 张睿,刘小林,鲍鸿吉,钟季康;边界条件对生物组织漫射光时域模拟计算的影响[J];光子学报;2001年06期
3 胡平;丁彦慧;吴宏伟;蔡奇鹏;Paul Van Laak;;模拟研究中的控制性边界条件处理方法探索[J];国际地震动态;2012年06期
4 高玉臣;;边界条件对受液压作用圆柱壳稳定性的影响[J];船工科技;1977年04期
5 李定坤;边界条件对园柱薄壳稳定性的影响[J];福州大学学报;1978年01期
6 高玉臣;边界条件对受液压作用圆柱壳稳定性的影响[J];力学学报;1978年01期
7 诸德超;在能量法中满足全部边界条件是否有好处——教学法讨论[J];北京航空学院学报;1981年03期
8 李人杰;介绍一种处理电磁边界条件的新方法[J];北京化工学院学报;1986年02期
9 刘威九;;映射的几种边界条件之间的关系[J];长沙水电师院学报(自然科学版);1990年01期
10 吕家祥;;“边界条件”教学体会谈[J];桂林电子工业学院学报;1993年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨伟航;李应林;徐胜利;;LES高精度边界条件处理的初步研究[A];第十五届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2012年
2 梅金顺;刘洪;;ω循环型边界条件[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
3 王尚旭;牟永光;;边界条件的一致性[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
4 赵宝生;高阳;周新祥;;扭转圆轴的边界条件研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
5 张聪;陈美霞;;任意边界条件下截顶圆锥壳体振动特性分析[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
6 陈浩;;裂缝开展在边界条件不确定下的敏感性分析[A];第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册[C];2012年
7 胡驰;何建国;刘克成;;一种改进的PML边界条件[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
8 陈晓燕;戴万稳;;辱虐管理对员工服务破坏影响的边界条件探索[A];第八届(2013)中国管理学年会——组织行为与人力资源管理分会场论文集[C];2013年
9 王惠生;张爽;姜立荣;;铁路GSM-R场强边界条件测试与调整[A];GSM-R移动通信及无线电管理学术会议论文集[C];2006年
10 高阳;徐思朋;赵宝生;;满足Saint-Venant原理的压电板的边界条件[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 伊磊;抛物型偏微分方程中未知区域重构的反问题及其算法[D];复旦大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘楠楠;平流环境中不同边界条件下物种的动力学行为[D];上海师范大学;2016年
2 李建民;个性送风开启状态下客机座舱热流场实验研究[D];天津大学;2014年
3 白泽文;火箭炮行驶过程振动边界条件分析方法研究[D];南京理工大学;2017年
4 赵幸航;基于改进萤火虫算法的热传导边界条件反问题研究[D];合肥工业大学;2017年
5 高永东;非齐次方程混合问题的边界条件齐次化和分离变量法[D];华中师范大学;2008年
6 李铁柱;具动态边界条件的对流Cahn-Hilliard方程[D];吉林大学;2008年
7 曾渊;阻抗边界条件理论与研究应用[D];西北工业大学;2003年
8 柳旦;管型区域内带滑移边界条件的Navier-Stokes方程的稳态解[D];湘潭大学;2009年
9 贺文;一类带有间断边界条件的可压Navier-Stokes方程解的界面行为[D];西北大学;2010年
10 张艳华;基于近似边界条件的机翼跨音速欧拉方程数值模拟[D];西北工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026