随机共轭梯度反演法

本文提出一种新的非线性反演方法——随机共轭梯度法。该方法采用非启发式反演方法 ,快速收敛到某一极值 ;再用启发式反演方法跳出局部极值 ;然后使用非启发式反演方法收敛到另一局部极值 ,反复进行此过程 ;并在解空间范围内搜索 ,保留所有的局部极值 ,最终确定最优解。它继承了随机爬山能够全局寻优、共轭梯度法计算速度快和精度高的优点 ,能快速搜索到全局最优解。试验证明 ,这种方法是一种高效的反演算法 ,特别适用于求解非线性、多极值的最优化问题和地球物理反问题。

地球物理资料非线性反演方法讲座(六) 共轭梯度法

概要地介绍了在非启发式非线性反演方法——共轭梯度法的原理、算法、优点,以及它的局限性,和改进型算法:一种全局收敛的随机共轭梯度法。最后通过一个例子来说明共轭梯度法及其改进型算法的优缺点。

基于多维非稳态导热乘积法的粮粒热物性测定

采用恒温箱结合黄铜短圆柱试样盒形成恒温边界,保证在被测试样中形成多维度热流。运用非稳态导热乘积法结合参数估计法对粮食颗粒导热系数、比热容等进行反演计算。同时考虑在恒温箱上开孔影响恒温箱效果,以及增加试验操作难度,系统采用ZigBee无线数据采集模块实现信号采集与传输。通过对玉米颗粒及稻谷的热物性参数灵敏度分析,发现比热容灵敏度系数较低,针对此,测算系统首先估算出热导率和热扩散率,再对比热容估计结果进行修正。建立试验测试装置,对包括皖稻121在内的4种粮食进行热物性测算,结果与相关文献吻合,同时利用皖稻121的热物性测算结果,理论计算和数值仿真监测点温升随时间变化情况,结果表明,理论计算温升变化趋势与实测温升较为一致,进一步验证了参数估计值的准确性与可靠性。

基于恒温边界一维非稳态传热模型测量固体材料热物性参数

采用超级恒温水浴结合黄铜板形成恒温边界,通过控制试样尺寸（长和宽为厚度的8~10倍）结合侧壁面绝热层,保证在试样中产生准均匀一维热流。然后基于恒温边界下的一维非稳态传热模型,利用随机共轭梯度法对固体材料导热系数、比热容等进行参数估计反演计算。针对比热容灵敏度系数较低,参数反演估计误差较大的情况,估计热扩散率,并对比热容估计结果进行修正。建立实验测试装置,对松散煤体进行热物性测试,分析温度测量误差对估计结果的影响。最后,对玻璃等6种材料进行热物性测试分析。研究结果表明：利用随机共轭梯度法进行参数估计,准确性和抗不适定性较好,温度测量标准差达0.6时,仍能保证足够的参数反演精度（相对误差〈10%）。