《套用模糊邏輯理論開展傳熱學反問題研究》是依託重慶大學，由王廣軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：套用模糊邏輯理論開展傳熱學反問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王廣軍
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
傳熱學反問題廣泛存在於科學研究和各工程技術領域。本項目針對傳熱學反問題的研究現狀及存在的主要問題，套用模糊邏輯理論開展傳熱學反問題研究工作，重點研究傳熱學反問題的分散式模糊推理方法和傳熱學反問題的模糊正則化方法。針對傳熱學反問題的基本特點，提出適於解決傳熱學反問題的分散式模糊推理機制，研究典型傳熱學反問題模糊推理系統中自適應模糊規則的產生方法，在此基礎上建立求解典型傳熱學反問題的模糊推理系統；針對傳熱學反問題正則化方法面臨的核心問題，研究正則化參數的模糊推理方法，建立一種基於模糊推理的傳熱學反問題正則化方法-傳熱學反問題的模糊正則化方法。通過上述研究，形成一種以模糊推理為基礎的傳熱系統反演方案，建立具有較低計算成本和良好抗不適定性，並能有效融合定性和定量知識的傳熱學反問題求解技術，為解決工程領域廣泛存在的各類傳熱學反問題提供更加有力的支撐。
結題摘要
傳熱學反問題（Inverse Heat Transfer Problems，IHTP）在工程技術領域廣泛存在。尋求具有良好抗不適定性的解決方案，是IHTP研究的關鍵所在，也是工程領域的切實需要。本項目提出套用模糊邏輯理論開展IHTP研究的新思路。主要研究內容和研究結果包括： 1、傳熱學反問題的分散模糊推理機制 針對傳熱系統所固有的信息空間分布特徵，借鑑人工推理與決策過程中的信息處理模式，提出一種適於傳熱學反問題的分散式模糊推理機制和分散模糊推理結果的綜合機制，建立了穩態傳熱反問題的分散模糊推理系統，有效地解決了傳熱系統熱邊界條件分布反演和幾何形狀反演等幾類傳熱反問題。 2、傳熱學反問題的模糊正則化方法 合理確定正則化參數，有效地提高反演系統的綜合性能，是依據正則化方法求解傳熱學反問題面臨的核心問題。根據正則化參數與反演過程主要性能指標間的定性知識，建立了相關的模糊推理規則，根據反演過程性能指標線上調整正則化參數，形成了一種基於模糊推理的傳熱學反問題正則化方法，保證反演系統的綜合性能。 3、非穩態傳熱過程的模糊自適應預測反演 針對非穩態傳熱過程，提出了一種基於預測控制理論的多個熱邊界條件的同時反演方案，利用系統歷史信息預測測點溫度，以滾動最佳化代替全局最佳化，避免了模型誤差或環境干擾引起的不適定性。在此基礎上，建立了一種傳熱過程模糊自適應預測反演方法，通過分散式模糊推理單元線上修正測點溫度預測模型，為進一步深入研究非線性傳熱系統的反演問題奠定了基礎。 4、基於模糊自適應Kalman濾波和系統降階的熱設備溫度場實時重構 基於模糊自適應Kalman濾波和系統降階技術，建立了一種熱設備溫度場的實時重構方法。通過傳熱模型降階技術，顯著降低了溫度場重構結果對於測點數目依賴性；通過模糊推理自適應調整Kalman濾波過程噪聲協方差，明顯提高了溫度場實時重構過程的穩定性。 5、相關的套用基礎研究工作 利用上述成果研究了幾類工程實際中的傳熱學反問題，取得了良好結果。主要包括：①外科微創手術中骨頭磨削熱反演及瞬態溫度場重構；②鍋爐膜式水冷壁局部輻射熱流等熱邊界條件同時反演問題；③電站鍋爐汽包溫度場的實時線上監測；④連續鑄造系統板坯結晶器內壁面熱流分布反演；⑤加熱爐內鋼坯表面瞬態熱負荷的同時反演；⑥工業窯爐內壁不規則幾何形狀反演。
