基于共轭梯度法多孔介质热物性参数反演

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要多孑L介质传热在能源、材料、环境科学、化学工程、仿生学、生物技术、医学和农业工程等技术领域有广泛的应用背景。传热学反问题是一门与诸多技术领域相关的交叉学科。它通过研究对象内部(或边界)一点或多点的温度测量信息来反推传热系统的未知参数，如边界条件、导热系数、内热源强度、物体的几何条件等宗量中未知的部分。多孔介质的内部结构复杂，其物性参数难以测量，利用反问题对多孔介质的物性参数进行反演具有明显的现实意义。本文采用共轭梯度法(CGM)研究了竖直环隙间多孔介质物性参数的反演问题，主要工作包括：11建立了竖直环隙问多孔介质传热过程(正问题)数学模型，

2、并对该模型进行了无因次化处理；采用有限体积法对竖直环隙间多孔介质传热方程进行离散化，利用SIMPLE算法求解离散方程，获得竖直环隙问多孔介质传热系统的温度场和流体的速度场；21结合环隙间多孔介质传热过程(正问题)数学模型，以多孔介质的基本参数s及描述多孔介质性质的准则数Da两类组合参数为待反演参数，利用共轭梯度法(CGM)建立了竖直环隙间多孔介质物性参数的多宗量反演的模型；31通过仿真试验对竖直环隙问多孔介质物性参数进行了反演，讨论了待反演参数的初始猜测值、温度测点数目、温度测量误差等对物性参数反演结果的影响。本文研究结果表明，利用CGM方法及局部的温度测量信息，能够对竖

3、直环隙间内多孔介质单一宗量和多宗量物性参数进行有效地反演；适当减少温度测点数目，以及当测量结果存在一定误差时，采用文中的反演方法也能够得到较好的反演结果；待反演参数的初始猜测值的选取对物性参数的反演结果不会产生显著的影响。关键词：多孔介质，物性参数，准则数，共轭梯度法，传热学反问题重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTHeattransferofporousmediumhasextensiveapplicationsinenergy，materials，environmentalscience，chemicalengineering，bionics，biotechn

4、ology，medicalandagficulturalengineeringdisciplinesandnewtechnologyfield．Theinverseproblemistheinverseprocessofallkindsofdirectquestion，whichisaninterdisciplinarysubjectrelatedtomanytechnologyfields．Itcangetunknownparametersbystudyingtemperatureinformationofoneormorepointsofobjectinterioro

5、rboundary，suchasunknownpartsoftheboundaryconditions，thermalconductivity，strengthofintemalheatsourceandgeometryconditionsoftheobject．Becauseofthecomplexintemalstructureofporousmediumandthermalpropertiesparameterswhicharenoteasilymeasured，thestudyoftheinverseproblemofporousmediahasarealisti

6、csignificance．Theinversionofthermalpropertiesparametersofporousmediuminverticalannularspaceusingconjugategradientmethod(CGM)wasstudiedinthispaper．Thestudymainlyincluded：1)Themathematicalmodelofthedirectproblemofporousmediumheattransferinverticalannularspacewasestablishedandhaddimensionles

7、streatment．Discretizedtheabove—mentionedgovemingnon-dimensionalmodelbythefinitevolumemethod，adiscretealgebraicequationcanbeformedtoobtaintemperaturefieldofheattransfercharacteristicsofporousmediaandvelocityfieldoffluidbySIMPLEalgorithm．2)Combinedwiththemathematicalm