热传导反算模型的建立及其在求解界面热流过程中的应用 被引量：33

1

作者 郭志鹏 熊守美 +1 位作者 曺尚铉 崔正吉 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期607-611,共5页

基于热传导反算中的非线性估算法,建立了求解界面热流及换热系数的数学模型,并在此基础上开发了热传导反并程序．通过在网格边界上施加三角形热流,求解出网格内部不同位置点的温度变化曲线,然后以求解出的温度为输入数据,利用反算程序... 基于热传导反算中的非线性估算法,建立了求解界面热流及换热系数的数学模型,并在此基础上开发了热传导反并程序．通过在网格边界上施加三角形热流,求解出网格内部不同位置点的温度变化曲线,然后以求解出的温度为输入数据,利用反算程序求解出界面热流,通过对比求解的热流和实际的热流,验证了该模型的准确性．同时本文还分析了测温传感器的滞后、热流形状、计算参数、采样频率以及测温点离表面的距离对于计算结果的影响,并且针对相关问题提出了解决方案． 展开更多

关键词 非线性估算法 界面换热 热传导反算

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冷却工艺对高速连铸结晶器传热的影响 被引量：25

2

作者 刘增勋 张朝阳 +3 位作者 肖鹏程 朱立光 周景一 张军国 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期41-48,共8页

为了分析冷却水的供水工艺对结晶器铜壁和冷却水温度场的影响,基于结晶器铜壁热电偶实测温度,构建铸坯/铜壁传热反问题和铜壁/冷却水正问题数学模型,采用ANSYS建立铸坯/铜壁/冷却水数值分析模型,对薄板坯结晶器温度场进行耦合传热分析,... 为了分析冷却水的供水工艺对结晶器铜壁和冷却水温度场的影响,基于结晶器铜壁热电偶实测温度,构建铸坯/铜壁传热反问题和铜壁/冷却水正问题数学模型,采用ANSYS建立铸坯/铜壁/冷却水数值分析模型,对薄板坯结晶器温度场进行耦合传热分析,解析不同冷却工艺对高速薄板坯连铸结晶器内传热行为的影响。结果表明,水缝内冷却水流动方向对铜壁温度场具有显著影响,采用自上而下"反向供水",比常规冷却工艺时铜壁热面温度峰值降低117℃,铜壁侧冷却水最高温度降低24℃,有效改善铜板工作状态,抑制冷却水局部沸腾趋势。提高冷却水速度可以进一步降低铜壁和冷却水温度,冷却水温度对铜壁温度场影响较小。 展开更多

关键词 高速连铸 反向供水 薄板坯 铜壁温度 水缝传热 传热反问题

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淬火冷却介质换热系数研究进展 被引量：23

3

作者 张立文 朱大喜 王明伟 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期53-56,共4页

淬火冷却介质换热系数不仅是评定淬火介质冷却能力的主要参数,也是淬火过程数值模拟中最重要的边界条件之一。它受很多因素的影响,如工件的材质、尺寸、表面状态等,因此很难精确测定。本文概述了近年来有关换热系数的研究,并对以后的研... 淬火冷却介质换热系数不仅是评定淬火介质冷却能力的主要参数,也是淬火过程数值模拟中最重要的边界条件之一。它受很多因素的影响,如工件的材质、尺寸、表面状态等,因此很难精确测定。本文概述了近年来有关换热系数的研究,并对以后的研究工作做了展望。 展开更多

关键词 淬火介质冷却能力 表面换热系数 反传热问题

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炼钢厂钢包热状态跟踪模型 被引量：21

4

作者 贺东风 徐安军 +1 位作者 吴鹏飞 田乃媛 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期110-115,共6页

针对炼钢厂炼钢至连铸全流程,建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型,并将包衬温度实测和数值模拟相结合,利用传热反问题修正模型,提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线烘烤时间和包... 针对炼钢厂炼钢至连铸全流程,建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型,并将包衬温度实测和数值模拟相结合,利用传热反问题修正模型,提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线烘烤时间和包衬侵蚀等因素对钢水温度的影响规律.结果表明:新砌钢包烘烤预热时间从480min增加到780min,可使新包第一次热循环中钢水总温降减少15.6℃;空包时间为540min时,钢水温降比正常周转包增加14.6℃;空包时间越长,离线烘烤减少钢水温降的效果越明显;当空包时间为540min时,进行240min离线烘烤,可使钢水总温降减少11.0℃;包衬侵蚀可使钢水总温降最大增加9.3℃. 展开更多

关键词 炼钢 钢包 传热反问题 跟踪 数学模型

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基于红外测温的试件内部缺陷的识别算法研究 被引量：12

5

作者 范春利 孙丰瑞 杨立 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期304-306,共3页

内部缺陷形状位置的识别是传热逆问题的重要研究课题．本文对带有内部缺陷的试件建立了二维传热模型,通过有限元法求解了在一定加热条件下试件表面的温度分布；并通过共轭梯度法,提出了根据表面所测温度分布识别试件内部缺陷形状,位置... 内部缺陷形状位置的识别是传热逆问题的重要研究课题．本文对带有内部缺陷的试件建立了二维传热模型,通过有限元法求解了在一定加热条件下试件表面的温度分布；并通过共轭梯度法,提出了根据表面所测温度分布识别试件内部缺陷形状,位置的计算方法．数值实验证明了算法的有效性． 展开更多

关键词 传热反问题 内部缺陷 共轭梯度法

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基于红外成像测温的储罐液位传热反问题识别方法 被引量：9

6

作者 石宏臣 张晓怀 +2 位作者 孙丰瑞 杨立 王为清 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3771-3775,共5页

传统的利用红外热像仪进行储罐液位的检测主要是基于对红外图像进行数字处理,因此测量精度不高。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法,对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内液位进行定量识别... 传统的利用红外热像仪进行储罐液位的检测主要是基于对红外图像进行数字处理,因此测量精度不高。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法,对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内液位进行定量识别的传热反问题方法,同时分析了初始假设、测量误差(σ)和最大温差对液位识别精度的影响。结果表明:在工程允许的测量误差范围内(σ=2℃),利用红外热像仪检测储罐外表面温度反演估计储罐液位和罐内流体温度有较高的识别精度,误差在2%以内。该方法为储罐液位和内部温度识别提供了一种新的思路和途径。 展开更多

关键词 传热反问题 液位检测 Levenberg-Marquardt法 红外热像仪 储罐

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铸铝ZL101与树脂砂型之间等效换热系数的数值模拟 被引量：7

7

作者 薛祥 周彼德 蔺克亮 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2001年第2期206-210,共5页

采用ZL0 1铝合金作为成型材料 ,用呋喃树脂砂作为造型材料 .采用 2 4通道的数据采集系统采集了铸件凝固与冷却过程中铸型、铸件内和铸件表面温度与时间的变化规律 .从而为等效换热系数的反问题数值计算提供了第一手的数据 .对两平板铸... 采用ZL0 1铝合金作为成型材料 ,用呋喃树脂砂作为造型材料 .采用 2 4通道的数据采集系统采集了铸件凝固与冷却过程中铸型、铸件内和铸件表面温度与时间的变化规律 .从而为等效换热系数的反问题数值计算提供了第一手的数据 .对两平板铸件进行了换热反问题的计算 ,其结果得出了两板件上下表面的等效换热系数KE 与时间的变化关系 .可以看出等效换热系数在凝固刚开始时达到一个峰值 ,而后逐渐减小 ,并且其大小与铸件的横截面积有关 ,这些为今后数值模拟中确定等效热交换系数KE 展开更多

关键词 换热系数 非线性估计法 ZL101铝合金 造型材料 呋喃树脂砂型 铸造 数值模拟 传热

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基于红外测温的油罐多相界面传热反问题识别方法 被引量：7

8

作者 石宏臣 张晓怀 +2 位作者 孙丰瑞 杨立 范春利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期24-29,共6页

利用红外热像仪测量储罐多相界面是一种比较理想的测量方法。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内多相界面进行定量识别的传热反问题识别方法,同时分析... 利用红外热像仪测量储罐多相界面是一种比较理想的测量方法。通过建立储罐的传热模型,利用有限体积法对筒体外表面的温度分布进行了数值模拟,并提出了基于筒体外表面温度分布对筒内多相界面进行定量识别的传热反问题识别方法,同时分析了初始假设、测量误差和表面最大温差对多相界面识别精度的影响。计算结果表明:在工程允许的测量误差范围内(σ=2℃),利用红外测温反演估计储罐多相界面及罐内流体温度具有很高的识别精度。该方法为油罐多相界面和内部温度识别提供了一种新的思路和途径。 展开更多

关键词 传热反问题 多相界面 Levenberg—Marquardt法 红外热像仪 储罐

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基于组合边界条件的固体材料热扩散系数测试方法

9

作者 陈清华 吴佳乐 +2 位作者 陆育 季家东 刘萍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1201-1210,共10页

提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到... 提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到材料的热扩散系数.设计了实验方案并搭建了完整的测试系统,利用测试装置对亚克力板(PMMA)、硼硅玻璃(Pyrex7740)、大理石3种材料进行了综合实验,结果表明导热系数测试结果与文献值的最大相对偏差为3.45%,小于5%,验证了测试方法和装置的可行性与准确性.进一步对PMMA热扩散系数实验的不确定度进行了分析,得到扩展不确定度为4.86%,处于较低水平,说明实验数据可靠,测试方法科学. 展开更多

关键词 固体材料 对流边界 组合边界 热扩散系数 传热反问题

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炉缸内流动传热特性与侵蚀监测模型 被引量：4

10

作者 吴迪 金峰 +1 位作者 刘勇 毕传光 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期23-30,40,共9页

为了分析实际工况下高炉炉缸内流动与换热特性并对炭砖内侵蚀线进行预测,运用了计算流体力学(CFD)和二维快速反推算法的方法对炉底进行了数值仿真计算。研究结果表明,全尺寸炉底CFD模拟较好地展示了炉底流固区域的温度场和流场特征,测... 为了分析实际工况下高炉炉缸内流动与换热特性并对炭砖内侵蚀线进行预测,运用了计算流体力学(CFD)和二维快速反推算法的方法对炉底进行了数值仿真计算。研究结果表明,全尺寸炉底CFD模拟较好地展示了炉底流固区域的温度场和流场特征,测点温度与历史热电偶测温值小于5.2%,吻合效果较好;当炉体内存在气隙时,气隙左右分别形成极热区与极冷区,这与历史数据中热电偶温度骤变的现象吻合,且气隙厚度分别为10、20、30mm时气隙左右温差相对于无气隙分别为原来的14.7、18.9、21.4倍;二维快反计算推演出了"象脚型"侵蚀的形状,最大侵蚀的位置在铁口下方1~3m内,最小残余厚度与实际测值误差为13.5%,这与高炉实际侵蚀情况十分吻合。 展开更多

关键词 高炉炉缸 CFD 气隙 传热反问题 侵蚀线

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反传热问题及其在深冷处理传热分析中的应用 被引量：1

11

作者 洪剑平 金滔 汤珂 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期10-14,共5页

深冷处理作为一种新的材料处理工艺,越来越受到人们的关注,目前深冷处理使材料性能提高的机理尤其是与升降温过程的耦合关系等还尚未完全清楚,需开展更深入的研究,而传热分析是此方面研究的基础。反传热分析方法是研究深冷处理传热问题... 深冷处理作为一种新的材料处理工艺,越来越受到人们的关注,目前深冷处理使材料性能提高的机理尤其是与升降温过程的耦合关系等还尚未完全清楚,需开展更深入的研究,而传热分析是此方面研究的基础。反传热分析方法是研究深冷处理传热问题的一种可行方法。较为详细地叙述了反传热问题的定义及其求解方法,介绍了反传热在深冷处理传热分析中的初步应用,并对深冷处理中应用反传热方法存在的问题进行了探讨。 展开更多

关键词 深冷处理 反传热问题 数值法 解析法

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基于传热反问题的微型燃料电池冷却通道优化 被引量：3

12

作者 王阳华 刘宗辉 杨慧君 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第1期169-172,200,共5页

为了改善微型质子交换膜燃料电池冷却系统的综合性能,研究了燃料电池冷却通道几何形状的优化设计问题。针对传统冷却通道内流动阻力太大的现状,在综合考虑系统冷却能力和系统阻力的前提下,利用SIMPLER算法和共轭梯度法,求解冷却通道传... 为了改善微型质子交换膜燃料电池冷却系统的综合性能,研究了燃料电池冷却通道几何形状的优化设计问题。针对传统冷却通道内流动阻力太大的现状,在综合考虑系统冷却能力和系统阻力的前提下,利用SIMPLER算法和共轭梯度法,求解冷却通道传热及流动过程的几何边界条件反问题,优化设计冷却通道的最优几何形状。讨论了冷却通道几何形状的初始猜测值,以及系统冷却能力和系统阻力权重之比等因素对冷却通道形状优化的影响。数值仿真结果表明,当流道入口流体流速及流道入口高度给定时,利用上述的传热学反问题的优化方法能够有效优化冷却通道的几何形状,明显改善了冷却系统的综合性能。优化结果可为微型燃料电池冷却通道的优化设计和工程制造提供理论依据。 展开更多

关键词 冷却通道 传热反问题 共轭梯度法 优化

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随季节变化输电线路塔基传热反问题研究 被引量：2

13

作者 张大千 王广军 +1 位作者 陈红 毛昭辉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期878-882,共5页

研究了输电线路塔基传热过程冻土层边界温度和内热源强度的同时反演问题,以及随季节性温度变化下塔基冻土层的温度场重构问题。提出了一种模型预测反演方案(model predictive inverse method, MPIM),根据塔基系统传热模型确定反演量对... 研究了输电线路塔基传热过程冻土层边界温度和内热源强度的同时反演问题,以及随季节性温度变化下塔基冻土层的温度场重构问题。提出了一种模型预测反演方案(model predictive inverse method, MPIM),根据塔基系统传热模型确定反演量对系统观测信息的影响关系,建立冻土层内部测点处温度的时变预测模型。进一步,根据冻土层内部温度测量信息和温度的预估信息,利用滚动优化实现边界温度和内热源强度的同时反演,并在此基础上重构塔基的瞬态温度场。通过数值试验讨论了温度测量误差等因素对反演结果的影响,证实了反演方案的有效性。研究了经过量纲缩放的输电线路塔基传热反问题和温度场重构问题,结果表明,塔脚内热源的存在增强了季节周期性冻融对塔基稳定性的不利影响。 展开更多

关键词 传热反问题 模型预测方法 输电线路塔基 永久冻土

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激光诱导肿瘤热疗方案优化设计研究

14

作者 吉亚兰 孙双成 +2 位作者 陈红 王广军 魏琳扬 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2267-2271,共5页

本文采用随机微粒群优化算法(Stochastic particle swarm optimization,SPSO)对皮肤表面肿瘤热疗方案进行优化设计。首先介绍了激光辐照下生物组织内部光热传输模型,并采用有限体积法求解了Pennes传热方程。然后介绍了标准PSO算法和SPS... 本文采用随机微粒群优化算法(Stochastic particle swarm optimization,SPSO)对皮肤表面肿瘤热疗方案进行优化设计。首先介绍了激光辐照下生物组织内部光热传输模型,并采用有限体积法求解了Pennes传热方程。然后介绍了标准PSO算法和SPSO算法基本原理。最后利用肿瘤边界温度作为控制参数建立目标泛函,采用SPSO算法使其最小化,优化选取了激光加热参数,降低激光诱导肿瘤热疗过程中对正常组织的热损伤。计算结果表明,SPSO算法可以有效地优化激光诱导肿瘤热疗方案,改善肿瘤热疗效果。综合考虑计算效率和优化精度,推荐种群数取50。 展开更多

关键词 传热反问题 热疗方案优化 生物传热 肿瘤热疗 微粒群算法

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紧凑式换热器表面瞬变测试的敏感性分析和数值模拟 被引量：1

15

作者 任禾盛 郝桂梅 华贵贤 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期227-232,共6页

提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Nt... 提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Ntu进行参数估计。敏感性分析和具有测量噪声的数值模拟实验表明,待求的反映换热面传热性能的Ntu参数估计值具有良好的精度。 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计

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储罐液位传热反问题的识别方法及实验分析 被引量：1

16

作者 石宏臣 孙丰瑞 +1 位作者 杨立 陈林 《红外》 CAS 2015年第9期21-24,34,共5页

基于储罐表面温度反演液位是一种全新的液位识别方法,其识别精度高,应用范围广。建立了储罐的物理模型,利用有限体积法求得简体的表面温度场,并反演了筒体内的液位和温度。为了验证识别精度,设计了压力容器对比实验。实验表明,在实际允... 基于储罐表面温度反演液位是一种全新的液位识别方法,其识别精度高,应用范围广。建立了储罐的物理模型,利用有限体积法求得简体的表面温度场,并反演了筒体内的液位和温度。为了验证识别精度,设计了压力容器对比实验。实验表明,在实际允许的测量误差内(σ=2℃),模拟识别误差小于1%,实验识别的液位误差在2%左右,利用反演算法能识别简体内的液体温度,精度也比较高。实验结果验证了该识别方法的有效性,为红外液位检测和温度识别提供了理论和实验依据。 展开更多

关键词 传热反问题 液位识别 红外热像仪 压力容器 实验

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基于表面测温的管道内流体流量及截面温度的识别研究 被引量：1

17

作者 张林 杨立 范春利 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期78-82,共5页

针对输热管道内部流体流量及温度分布的识别问题,提出了基于管道外壁温度分布,使用FLUENT建立管道充分发展段对流换热模型,并联合MATLAB利用有限体积法和Levenberg-Marquardt(L-M)算法形成了识别管道内流体流量及截面温度的新方法。在... 针对输热管道内部流体流量及温度分布的识别问题,提出了基于管道外壁温度分布,使用FLUENT建立管道充分发展段对流换热模型,并联合MATLAB利用有限体积法和Levenberg-Marquardt(L-M)算法形成了识别管道内流体流量及截面温度的新方法。在此基础上,研究了不同工况下管道内流体流量及截面温度的识别问题,讨论了管道表面温度测量误差及测温点个数对算法识别结果的影响。数值实验证明了该方法的有效性和精确性。 展开更多

关键词 管道 流量 截面温度 传热反问题 LEVENBERG-MARQUARDT算法

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筒节淬火界面换热系数求解方法对比

18

作者 蒋竹凌 张万良 夏彬 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期279-285,共7页

以压力容器筒节为研究对象,基于中空圆柱热传导差分方程,采用温差直接法和温度迭代法,建立换热系数求解的数学模型。根据筒节的实测冷却曲线,通过非线性温度迭代法和温差直接法求解界面换热系数随淬火时间变化曲线,模拟筒节试件淬火过... 以压力容器筒节为研究对象,基于中空圆柱热传导差分方程,采用温差直接法和温度迭代法,建立换热系数求解的数学模型。根据筒节的实测冷却曲线,通过非线性温度迭代法和温差直接法求解界面换热系数随淬火时间变化曲线,模拟筒节试件淬火过程温度场,对比试验值与两种方法模拟值的误差,验证温差直接法的可靠性,并比较温度迭代法与温差直接法的差异。结果表明,两种方法的温度模拟结果误差都在18%以内且差距不大,但温差直接法的准确性优于温度迭代法。 展开更多

关键词 换热系数 筒节 淬火 温差直接法 温度迭代法 反传热问题

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差分进化算法在传热反问题求解中的应用

19

作者 付剑波 《云南电力技术》 2016年第1期9-13,共5页

介绍通过耦合差分进化算法和数值传热学求解方法,发展了一种新的传热学反问题求解方法。以二维对流换热反问题为例,高精度的反演了热流密度,证明了该算法的正确性和鲁棒性。考察了测量点数目对反问题求解的影响,计算表明存在一个最少测... 介绍通过耦合差分进化算法和数值传热学求解方法,发展了一种新的传热学反问题求解方法。以二维对流换热反问题为例,高精度的反演了热流密度,证明了该算法的正确性和鲁棒性。考察了测量点数目对反问题求解的影响,计算表明存在一个最少测量点数,并给出了确定最少测量点数的方法。研究了测量误差对算法的影响。结果表明该算法具有很强的抗噪能力,证明该算法具有很强的稳定性和实用性。 展开更多

关键词 差分进化算法 传热反问题 测量误差

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基于随机有限元与神经网络的传热参数的智能辨识

20

作者 寇蔚 孙丰瑞 杨立 《红外技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期70-74,共5页

传热学参数之间的关系是非常复杂的,如何建立这种复杂的非线性关系,以便于对传热参数进 行合理的辨识和预测,是一个值得深入思考的问题。传统的传热参数辨识方法繁琐复杂,适用条件极 为苛刻。而利用神经网络进行参数的辨识,又面临着样... 传热学参数之间的关系是非常复杂的,如何建立这种复杂的非线性关系,以便于对传热参数进 行合理的辨识和预测,是一个值得深入思考的问题。传统的传热参数辨识方法繁琐复杂,适用条件极 为苛刻。而利用神经网络进行参数的辨识,又面临着样本的构造和选取的一个"瓶颈"。为此,本文提 出将随机有限元法和神经网络相结合,进行传热参数的智能辨识。其中随机有限元法用于构造神经网 络所需的样本集,对神经网络进行训练和测试,神经网络则进行参数的推广辨识,收到了比较满意的 效果。 展开更多

关键词 神经网络 辨识方法 样本集 智能 测试 传热参数 非线性关系 相结合 传热学

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