材料變熱物性參數(shù)辨識(shí)算法與驗(yàn)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(shí)，因其實(shí)用性強(qiáng)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(duì)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(shí)方法，研究了分段辨識(shí)方法的計(jì)算精度、計(jì)算效率、對(duì)初始值的依賴性和對(duì)溫度測(cè)量誤差的穩(wěn)定性，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了熱傳導(dǎo)問題計(jì)算方法的有效性。其次，分析了CGM和LMM辨識(shí)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(shí)方法。隨后，利用數(shù)值方法在計(jì)算精度、計(jì)算效率、對(duì)初始值的依賴性和對(duì)溫度測(cè)量誤差的穩(wěn)定性等方面對(duì)比了分段辨識(shí)方法和傳統(tǒng)的CGM和LMM的辨識(shí)結(jié)果，對(duì)比結(jié)果表明

3、，分段辨識(shí)方法在計(jì)算精度、計(jì)算效率和對(duì)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(yàn)證了分段辨識(shí)方法進(jìn)行多參數(shù)辨識(shí)和熱流辨識(shí)的有效性。最后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分段辨識(shí)方法處理真實(shí)溫度數(shù)據(jù)的可行性，利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的溫度歷程，辨識(shí)出了無氧銅的熱導(dǎo)率，并與激光熱導(dǎo)儀所測(cè)試結(jié)果對(duì)比，結(jié)果表明，本文所辨識(shí)出的熱導(dǎo)率在測(cè)試數(shù)據(jù)的誤差范圍內(nèi)，并且變化趨勢(shì)相同，證明了該方法利用真實(shí)溫度信號(hào)辨識(shí)變熱物性參數(shù)可行性。另外通過在材料表面加載階躍