تخمین شوک حرارتی در مسائل انتقال حرارت معکوس با استفاده از روش فیلتر کالمن

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 4، دوره 26، شماره 2 - شماره پیاپی 12، شهریور 1394، صفحه 45-54   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v26i2.25532

نویسندگان

مهدی مولوی^* ؛ احمد صداقت؛ محمد رضا سلیم پور

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در مقالۀ حاضر تخمین شوک حرارتی در پروفیل شار حرارتی با داشتن توزیع دما به‌کمک فیلتر کالمن صورت پذیرفته است. برای این کار، ابتدا با محاسبۀ توزیع دما و اعمال نویز به‌صورت مصنوعی سعی می‌شود تا به شرایط آزمایشگاهی اندازه‌گیری دما نزدیک شد. در ادامه با استفاده از روش فیلتر کالمن، به بررسی تخمین آنی شارحرارتی پرداخته می‌شود که به‌صورت شوک حرارتی در مسألۀ مورد نظر ظاهر می‌شود. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که روش حاضر قادر است با دقت قابل قبول جهش شار حرارتی را تخمین بزند.

کلیدواژه‌ها

مسئله انتقال حرارت معکوس؛ تخمین شار حرارتی؛ روش تخمین آنی؛ روش فیلتر کالمن

مراجع

1. J. Hadamard, J., "Lectures on Cauchy’s Problem in Linear Partial Differential Equations", Yale University Press, New Haven, CT, (1923).

2. Tikhonov, A.N., Arsenin, V.Y., "Solution of Ill-Posed Problem", Winston and Sons, Washington, DC, (1977).

3. Alifanov, O. M., "Solution of an Inverse Problem of Heat Conduction by Iteration Methods", J. Eng. Phys., vol. 26, no. 4, pp. 471-475, (1974).

4. Alifanov, O.M., "Inverse Heat Transfer Problems", Springer-Verlag, New York, (1994).

5. Beck, J.V., Blackwell, B. and Clair, C.R.St., "Inverse Heat Conduction: Ill-Posed Problems", Wiley Interscience, New York, (1985).

6. Stolz, G.Jr., "Numerical Solutions to an Inverse Problem of Heat Conduction for Simple Shapes", Journal Heat Transfer, 82, pp. 20-26, (1960).

7. Mirsepassi, T.J., "Heat-Transfer Charts for Time-Variable Boundary Conditions", British Chemical Engineering. 4, pp. 130-136, (1959).

8. Shumakov, N.V., "A Method for the Experimental Study of the Process of Heating a Solid Body", Soviet Physics Technical Physics (Translated by American Institute of Physics), 2, pp. 771-780, (1957).

9. Beck, J.V. and Arnold, K.J., "Parameter Estimation in Engineering and Science", Wiley: New York, (1977).

10. Kalman, R.E., "A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems", ASME Journal of Basic Engineering, 82, pp. 35–45, (1960).

11. Kalman, R.E. and Bucy, R.S., "New Results in Linear Filtering and Prediction Theory", ASME Journal of Basic Engineering, 83, pp. 95-108, (1961).

12. Molavi, H., Hakkaki-Fard, A., Rahmani, R.K., Ayasoufi, A. and Molavi, M., "A Novel Methodology for Combined Parameter and Function Estimation Problems", ASME Journal of Heat Transfer, 132, No. 12, p. 121301, (2010).

13. Molavi, H., Hakkaki-Fard, A., Molavi, M., Rahmani, R.K., Ayasoufi, A. and Noori. S., "Estimation of Boundary Conditions in the Presence of Unknown Moving Boundary Caused by Ablation", International Journal of Heat and Mass Transfer, 54, pp. 1030-1038, (2011).

14. Kowsari, F. and Nazari, M., "A Feasibility Study of Employing Sequential Function Specification Method for Estimation of Transient Heat Flux in a Non-Thermal Equilibrium Porous Channel", Journal of Porous Media, 14(5), (2010).

15. Nazari, M., Farahani, S. D. and Kowsary, F., "Comparison of the Mollification and Wavelet Prefiltering of Temperature Data in an Ill-Posed Inverse Heat Conduction Problem, Application: Nonthermal Equilibrium Porous Medium", Heat Transfer Engineering, 33(8), 704-711, (2012).

16. Lebreux, M., Desilets, M., Lacroix, M. "An unscented Kalman filter inverse heat transfer method for the prediction of the ledge thickness inside high- temperature metallurgical reactors", International Journal of Heat and Mass Transfer, 57, pp. 265-273, (2013).

17. Franklin, G.F., Powell, J.D. and Workman, M.I., "Digital Control of Dynamic Systems", 2nd ed. Addision Wesley, Reading, MA, (1990).