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对流换热系数的反求方法

作　者: 张延蕾
导　师: 佟维
学　校: 大连交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 反问题对流换热系数传热
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 696次
引　用: 5次
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内容摘要

传热反问题存在于航天、铸造、无损探伤及化工等许多工程领域。传热反问题的研究,具有重要的理论探讨价值和实际工程意义本文在研究优化问题的基础上,通过C语言和Fortran语言相结合编写的应用程序,将优化算法和有限元分析软件MSC.Marc结合起来,实现对对流换热系数的优化求解。此系统首次在应用优化算法的基础上,构建了与Marc软件的应用接口程序,通过接口程序读写Marc的数据输入输出文件,执行Marc进行有限元分析,完成对对流换热系数的求解。具有一定的通用性,适用于多种优化问题。针对对流换热系数影响因素多,求解困难,传统的数值计算多采用试凑法,人工修改对流换热系数,使最后边界温度的计算值与测量值吻合,但是收敛缓慢耗费人工。本文基于反问题分析原理,结合无约束优化思想,提出了一种求解对流换热系数的方法,解决了这一问题。本文建立的有限元正演模型,不仅可考虑复杂的边界条件和形状,也便于进行敏度分析;数值验证表明,本文所提的反演算法具有较高的精度和较好的抗不适定性,能较好的求解稳态传热反问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-15
  1.1 反问题的发展状况  7-11
    1.1.1 反问题工程应用、分类和理论背景  7-8
    1.1.2 反问题的特点和研究内容  8-10
    1.1.3 一些常用反演算法的研究概况  10-11
  1.2 传热学反问题的发展状况  11-13
    1.2.1 传热反问题的工程应用  11-12
    1.2.2 传热反问题的研究状况  12-13
  1.3 对流换热分析  13-15
第二章反问题优化模式的建立  15-30
  2.1 正问题模式的建立  15-22
    2.1.1 有限元法简介  15-16
    2.1.2 第三类边界条件  16-17
    2.1.3 单元分析  17-21
    2.1.4 总体合成  21-22
  2.3 反问题模式的建立  22-23
  2.4 数值方法  23-25
    2.4.1 数值分析  23-24
    2.4.2 计算算例  24-25
  2.5 差分模式  25-29
    2.5.1 导数的有限差分表达式讨论  26-27
    2.5.2 计算算例  27-29
  本章小节  29-30
第三章反求程序系统  30-47
  3.1 程序系统设计  31-34
  3.2 主要子程序模块  34-42
    3.2.1 有限元分析软件  34-36
    3.2.2 与MSC.Marc的接口程序介绍  36-41
    3.2.3 优化操作子程序  41-42
  3.3 系统界面设计  42-45
  3.4 系统开发环境及运行环境  45
  本章小节  45-47
第四章工程实例  47-54
结论与展望  54-55
参考文献  55-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61-62
附录  62-75

对流换热系数的反求方法

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