一种舰船红外特征的动态模拟方法研究

研究了舰船红外特征的实时动态模拟 ,在单个面元模型的基础上利用状态空间法的思想对面元进一步分层 ,建立了面元的多层传热模型 ,并采用面向对象方法的技术进行了编程 ,给出了较为简捷、计算精度较高的计算方法 ,模拟的舰船表面瞬时温度随时间的变化与实测结果一致 ,能满足实时动态模拟的需要 .这对提高舰船的红外对抗能力和生存能力等都有重要意义 。

热测量中误差的影响因素分析

根据热辐射理论和红外热成像仪的测温原理 ,系统分析了各种因素对红外热成像仪测温的影响 ,并根据被测物体表面的发射率、吸收率、大气透射率、环境温度和大气温度本身及其误差对测温误差影响的理论计算公式 ,分析了各种误差对测温误差的影响程度 ,并讨论了减小误差的对策。

正弦规律加热条件下的缺陷红外故障响应

近年来正弦规律加热已经广泛应用于缺陷故障的红外诊断,因此,研究正弦规律加热条件下含有缺陷的试件的温度场响应显得尤为重要。以常见的缺陷故障种类——沉孔型缺陷为例,首次系统、详细地讨论了正弦规律加热的幅度、频率、初始相位角、平移因子等因素和热流的不同施加面以及不同试件材料对检测表面的温度场响应参数的影响,对下一步的缺陷识别与诊断具有重要的参考价值。

神经网络求解传热反问题的可行性研究

文中简要回顾了传热反问题的发展历程,指出了传统的解法存在的局限性。提出将神经网络用于求解传热反问题,并讨论了其可行性及发展方向,并给出了一个简单的算例。

细菌群趋药性算法在电气设备缺陷参数红外识别中的应用

将电气设备零件缺陷参数的红外定量识别视为某种形式的结构设计优化问题,引入细菌群趋药性优化算法和径向基函数神经网络,搭建了一个简单而完整、通用灵活的多学科设计优化框架对该问题进行求解。其中径向基函数神经网络作为代理模型,精度较高、计算速度较快,可简化复杂、费时的有限元计算以得到不同缺陷参数条件下零件表面的温度场;将该温度场与目标温度场之间的差异作为目标函数,以细菌群趋药性优化算法进行缺陷参数的定量识别。该方法在一个简单的三维夹杂型缺陷参数的红外识别算例中取得了满意的结果,与粒子群优化算法相比,可以更快地接近优化解。

粒子群优化算法用于缺陷的红外识别研究

讨论了利用一种较新的仿生优化算法———粒子群优化算法(PS0)进行缺陷的红外识别的一条途径。PSO算法可以不用计算梯度,因此可以和通用的有限元软件结合起来,对比较复杂的缺陷识别问题都可以采用同一手法进行求解,并使得优化算法和有限元编程实现了有效的隔离。最后给出了PSO算法在泛圆台类缺陷红外识别中一个简单的应用例子。

多粒子群优化算法和RBF神经网络在缺陷故障参数红外智能识别中的应用

讨论了利用多粒子群优化算法(Multi-PSO)和径向基函数(RBF)神经网络进行缺陷参数红外识别的途径。PSO算法可以不用计算梯度,算法通用,而使用RBF神经网络作为代理模型,极大简化了复杂、费时的有限元计算,其中训练RBF神经网络的样本由有限元软件的计算结果产生。提出的多粒子群优化算法将粒子群分为若干子群,并利用粒子本身、粒子所在子群以及全局的最优解来更新粒子的速度与位置,该方法收敛速度较慢,但有可能找到问题的多个极小值。最后给出了该方法在缺陷参数红外识别中一个简单的应用例子。

面向对象的舰船红外特征实时动态仿真

讨论了面向对象的舰船红外特征实时动态仿真。基于UML,并通过采用面向对象的技术编制了舰船红外特征模拟软件,开发和维护的效率都比较高,并可模拟舰船在不同时刻、地理位置、航速、航向、风速等情况下的表面瞬时温度和红外特征,模拟的舰船表面瞬时温度随时间的变化与实测结果基本一致,能满足实时动态仿真的需要。

不确定条件下的设备热物性参数辨识

本文考虑了热物理量测量的随机性,建立了试件温度场参数识别的随机方法,研究了热物理量测的随机特性对识别结果的影响。

套片式换热器设计计算和CAD绘图软件的研制

结合国内生产企业实际研制了套片式换热器的设计计算和CAD绘图软件。该软件将套片式换热器的性能设计计算、结构和强度计算、生成产品报价和绘制CAD结构图功能结合在一起,实现了一体化的设计流程。提供了一条全新的性能设计计算思路,从设定限制条件预先筛选、优化搜索策略等方面来极大减少计算量,同时保证可以计算出满足各项热力性能指标和离散设计参数的全部方案,对方案挑选、排序后,进行下一步的结构和强度计算;将结构计算和强度计算实现轻度耦合,使得设计结果可以灵活地满足不同的强度标准;将CAD绘图模块需要的参数分为4部分,防止了在CAD绘图模块调整零部件结构参数时,影响其强度性能。

面向对象的舰船红外特征动态仿真

讨论了基于UML的舰船红外特征动态模拟,通过采用面对对象方法的技术,编制了舰船红外特征模拟软件,得到了较为满意的计算结果。这对增强舰船隐蔽性、保密性、生存能力和红外对抗能力都有重要意义;另外,对舰船的红外隐身设计也有一定的指导意义。

基于免疫算法的多学科优化计算在缺陷红外识别中的应用研究

引入了多学科设计优化(MDO)框架以用于缺陷的红外识别.该计算框架具有良好的开放性和稳定性,由任何不用计算梯度的优化算法如免疫算法、粒子群算法等和通用的CAD建模软件、有限元(FEM)计算软件、数据采集与信号处理软件等组建,使得比较复杂的缺陷参数红外识别问题变得简单、迅速,过程统一.最后给出了约束优化免疫优化算法(COIA)在沉孔型缺陷参数红外识别中一个简单的应用例子.

基于随机有限元与神经网络的传热参数的智能辨识

传热学参数之间的关系是非常复杂的,如何建立这种复杂的非线性关系,以便于对传热参数进 行合理的辨识和预测,是一个值得深入思考的问题。传统的传热参数辨识方法繁琐复杂,适用条件极 为苛刻。而利用神经网络进行参数的辨识,又面临着样本的构造和选取的一个"瓶颈"。为此,本文提 出将随机有限元法和神经网络相结合,进行传热参数的智能辨识。其中随机有限元法用于构造神经网 络所需的样本集,对神经网络进行训练和测试,神经网络则进行参数的推广辨识,收到了比较满意的 效果。

基于稳健设计优化技术的缺陷参数红外识别研究

将缺陷参数的红外识别问题描述成多目标优化问题并引入了稳健设计优化(RDO)技术。传热反问题控制方程的不适定性和边界条件不确定因素的波动,造成了优化解通常不具有稳健性(robustness)。稳健设计优化技术在取得目标的最优解的同时,使该目标在可行区域内对变量的变化不敏感,使得结果不仅更为可靠,且具有很强的灵活性。最后给出了稳健设计优化技术在沉孔型缺陷参数红外识别中一个简单的应用例子。

燃气轮机实际循环中回热器的“”效率分析

用一种新的分析方法——“火用”分析方法对燃气轮机回热循环进行了热效率分析 ,得到了与以往结果相符的结论 ,证明这种分析方法是可行的 ,并且提出了一个新的分析指标——回“火用”度 ,它更加完善地反映了燃气轮机回热器中由于热交换而产生的做功能力的变化程度。得到了在不同温比和不同压比下燃气轮机效率循环随回“火用”度的变化情况 ,这对燃气轮机的设计。

管壳式换热器的一种新的性能设计优化思路

结合国内生产企业实际,提出了管壳式换热器性能设计优化计算的一种新思路:(1)明确优化目标和变量,尽可能施加更为明确的约束条件;(2)根据管程流速的范围和换热管的内径,确定单程换热管数的取值范围;(3)按照采用的设计标准,确定壳体内径的取值范围;(4)最后根据壳径预估折流板间距,并按照一定策略迭代计算更新换热管长和折流板数。该思路极大减小了设计优化计算量,并可得到满足各项热力性能指标的换热器结构参数的绝大部分方案,与以往先预估传热系数法和其它智能算法相比,更为简单、直接,需要的信息更少,而得到符合要求的解决方案变得更容易、全面。

热像仪测量物体表面辐射率及误差分析

根据红外辐射理论 ,通过分析红外热成像仪辐射测量的基本原理 ,得到了计算被测表面辐射率的计算公式 ;讨论了影响热像仪测量误差的各种因素 ,给出了估计表面辐射率误差的计算公式。最后 。

基于表面测温等方差拟合的管内流量及温度识别

基于表面测温的管内流量及温度识别问题在红外无损检测领域还处于起步阶段,是目前红外无损检测技术从定性向定量发展的关键理论基础。针对目前流量识别结果较温度识别结果差和基于最小二乘拟合的识别方法精度有限的问题,使用Gnielinski关联式建立管道充分发展段的一维传热模型,并采用Levenberg-Marquardt(L-M)算法根据表面检测温度进行管内流体流量及温度的识别。通过理论推导和具体算例得,待识别参数的相对识别误差值与参数灵敏度最大值和参数真实值乘积的绝对值成反比关系,含测温误差的温度分布与基于最小二乘拟合得到的温度分布之间的方差不等于测温误差标准偏差的平方与测温点个数的乘积,同时提出了基于表面测温等方差拟合的管内流量及温度的识别方法。数值实验证明该方法在存在测温误差时仍可以精确识别出管内流量及温度。

基于变换热力学的三维任意形状热斗篷设计

在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出三维任意形状热斗篷导热系数的通解表达式,并进行了全波仿真验证.结果表明:热流均能绕过保护区域流出,保护区域的温度保持不变,而且热斗篷外的温度场并没有破坏,具有很好的热保护和热隐身的效果.这一方法把变换热力学从二维拓展到三维,具有普遍的适用性.同时,这种技术为热流流动路径和目标温度场的控制奠定了理论基础,在微芯片、电动机的保护以及目标热隐身上有潜在应用.

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。