多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)的算法研究.pdf

1、多孔介質(zhì)是一類具有固體骨架的多相空間。多孔介質(zhì)中質(zhì)量、動量、能量的傳遞是眾多自然現(xiàn)象和大量生產(chǎn)、生活中發(fā)生的基本過程。多孔介質(zhì)中的傳熱傳質(zhì)問題涉及到許多科學領域，早就引起人們的廣泛關注，并進行了長期的研究和利用。但是，由于多孔介質(zhì)的結構非常復雜，即使孔隙率相同，不同的粒徑尺度和不同的粒徑分布使得多孔介質(zhì)有著不同的有效導熱系數(shù)。此外，顆粒和顆粒之間還存在著接觸熱阻，使得多孔介質(zhì)傳熱模型的建立和研究都十分困難。為減小由于多孔介質(zhì)復雜結構的假

2、設而引入的誤差，本文應用折半法和遺傳算法進行多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)的研究。 有效導熱系數(shù)是描述多孔介質(zhì)傳熱的重要物理量，其精確的確定對人們正確認識多孔介質(zhì)內(nèi)部傳熱過程有著重要的意義。本文首先將實際多孔介質(zhì)傳熱問題折算為一般固體材料的相當導熱問題，建立了多孔介質(zhì)傳熱過程的溫度場模型。并自行設計了實驗系統(tǒng)，通過實驗得到了不同爐溫下試樣內(nèi)部不同點溫度變化曲線。然后采用折半法進行有效導熱系數(shù)的反求，得到多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)隨溫度變化的曲線

3、。研究發(fā)現(xiàn)，應用折半法反求有效導熱系數(shù)是一個很有效的方法，但折半法的解會受預設溫度場精度的影響，通常取得的是局部最優(yōu)解。 本文還采用遺傳算法建立了多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)的模型。遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的隨機搜索算法。它以決策變量的編碼作為運算對象，以目標函數(shù)值作為搜索信息，同時使用多個搜索點和概率搜索技術來搜索信息，具有自組織、自適應和自學習性。應用多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)的遺傳算法模型，得到了原砂和實驗室自行配