為了準(zhǔn)確分析航空航天領(lǐng)域中熱防護(hù)材料空間非均質(zhì)、與溫度相關(guān)的非線(xiàn)性熱物性參數(shù)以及可能存在的幾何損傷變形等復(fù)雜的熱力學(xué)問(wèn)題,本文基于徑向積分邊界單元法結(jié)合梯度基優(yōu)化算法對(duì)材料的空間非均質(zhì)、與溫度相關(guān)的非線(xiàn)性熱物性參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),以及針對(duì)結(jié)構(gòu)可能存在損傷變形進(jìn)行反演分析研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:在瞬態(tài)熱傳導(dǎo)正問(wèn)題的求解中,采用徑向積分邊界單元法準(zhǔn)確地計(jì)算空間非均質(zhì)、與溫度相關(guān)的非線(xiàn)性材料的瞬態(tài)溫度場(chǎng),并將數(shù)值模擬過(guò)程從實(shí)數(shù)域拓展到復(fù)數(shù)域,以便于復(fù)變量求導(dǎo)法的實(shí)施,進(jìn)一步充分檢驗(yàn)了復(fù)數(shù)域邊界元算法的準(zhǔn)確性。相比于其他數(shù)值計(jì)算方法,如有限單元法、有限差分法與有限體積法等等,邊界單元法憑借其只離散計(jì)算域邊界的特點(diǎn)發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)。尤其是在幾何可變的反問(wèn)題中,邊界單元法有效地避免了結(jié)構(gòu)內(nèi)部單元的生成與重組過(guò)程中容易產(chǎn)生的網(wǎng)格畸形問(wèn)題。復(fù)變量求導(dǎo)法的成功引入,使得梯度基優(yōu)化算法中的靈敏度矩陣得以精確、高效求解,極大提升了整個(gè)熱傳導(dǎo)反分析的計(jì)算精度與計(jì)算效率。此外,針對(duì)傳統(tǒng)共軛梯度法的線(xiàn)性收斂特點(diǎn),其與最速下降法的有效結(jié)合對(duì)收斂過(guò)程中存在的收斂速度慢乃至無(wú)法收斂到最優(yōu)解等問(wèn)題進(jìn)行修正,從而顯著提高優(yōu)化算法的...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 解析半解析法研究
        1.2.2 隨機(jī)算法的研究
        1.2.3 梯度基算法的研究
        1.2.4 反問(wèn)題穩(wěn)定性研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題的徑向積分邊界單元法
    2.1 常系數(shù)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題
    2.2 瞬態(tài)非均質(zhì)熱傳導(dǎo)問(wèn)題
    2.3 材料非線(xiàn)性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題
    2.4 非線(xiàn)性邊界單元法的降階模型
        2.4.1 POD模態(tài)獲取
        2.4.2 邊界單元法降階模型
    2.5 本章小結(jié)
3 瞬態(tài)熱傳導(dǎo)反分析研究
    3.1 目標(biāo)函數(shù)及收斂準(zhǔn)則
    3.2 梯度基優(yōu)化算法
        3.2.1 最速下降法
        3.2.2 共軛梯度法
        3.2.3 最小二乘法
        3.2.4 Levenberg-Marquardt算法
    3.3 靈敏度矩陣的求解
    3.4 算法流程
    3.5 本章小結(jié)
4 非均質(zhì)熱物性參數(shù)辨識(shí)
    4.1 二維線(xiàn)性非均質(zhì)材料辨識(shí)
    4.2 二維指數(shù)型非均質(zhì)材料辨識(shí)
    4.3 三維線(xiàn)性非均質(zhì)材料
    4.4 測(cè)量誤差的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 非線(xiàn)性熱物性參數(shù)辨識(shí)
    5.1 復(fù)數(shù)域非線(xiàn)性邊界元數(shù)值算法驗(yàn)證
    5.2 初始條件的影響
    5.3 測(cè)量誤差影響
    5.4 本章小結(jié)
6 幾何形狀辨識(shí)
    6.1 外邊界單自由度幾何形狀辨識(shí)
    6.2 內(nèi)邊界幾何形狀辨識(shí)
    6.3 測(cè)量誤差的影響分析
    6.4 本章小結(jié)
7 非線(xiàn)性邊界元模型降階方法
    7.1 一維邊界元降階模型
    7.2 二維邊界元降階模型
    7.3 三維邊界元降階模型
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：4051396