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阿卡·博米克;罗希特·辛格拉。;兰詹·达斯;A.马利克。;R·雷帕卡。

涉及傅里叶和非傅里叶热传导的太阳能集热器的逆建模。 （英语） Zbl 1428.80009号

申请。数学。建模 38，编号21-22，5126-5148（2014）; 更正同上40，第19-20号，8847-8848（2016）。
摘要：本文应用黄金分割搜索法（GSSM）、单纯形搜索法（SSM）和微分进化法（DE）预测平板太阳能集热器在给定温度要求下的未知傅里叶数（Fo）、维诺特数（Ve）和无量纲太阳热流密度（S^ast）。通过考虑傅里叶和非傅里叶热传导，使用解析正演方法计算所需的温度场，并利用该方法求解逆问题，以预测假定为未知参数的（Fo）、（Ve）和（S^ast）。研究表明，温度场对（Fo）高度敏感，因此即使温度测量中的微小误差也会导致对收集器加热时间的不切实际的估计。本研究有助于确定在规定时间内控制加热吸收板所需的时间、时滞和太阳热流，以达到规定/所需的温度分布。此外，研究还表明，在不同的时间水平下，通过不同的吸收板材料可以获得相同的温度分布。从本研究中可以观察到，除了SSM和DE之外，由于测量温度场的相关波动，GSSM在大值\（Ve\）和小值\（Fo\）时无法估计未知参数。本研究进一步讨论了直接搜索方法（如GSSM和SSM）和进化方法（DE）在实现预期目标所需的最大迭代次数和CPU时间方面的计算性能。

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MSC公司：

80A23型 热力学和传热中的反问题
65千5 数值数学规划方法
90立方 非线性规划

关键词：

傅里叶;非傅里叶;直接搜索和进化搜索;傅里叶数;太阳能集热器

软件：

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\textit{A.Bhowmik}等人，应用。数学。型号38，编号21--22，5126--5148（2014；Zbl 1428.80009）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Kalogirou，S.A.，《太阳能集热器及其应用》，Prog。能源燃烧。科学。，30231-295（2004年）
[2] Kundu，B.，平板太阳能集热器不同几何形状吸收板的性能分析和优化：比较研究，应用。热量。工程，22，999-1012（2002）
[3] Kundu，B.，具有可变导热系数和总损失系数的吸收板翅片的热性能分析方法和优化，应用。能源，87，2243-2255（2010）
[4] Subiantoro，A。；Ooi，K.T.，具有正常和小气隙间距的单层和双层玻璃平板太阳能集热器的计算和优化分析模型，应用。能源，104，392-399（2013）
[5] Njomo，D。；Daguenet，M.，平板式太阳能空气加热器热性能的灵敏度分析，热质传递，42，1065-1081（2006）
[6] 德尔加多·托雷斯，A.M。；García-Rodríguez，L.，《低温太阳能有机朗肯循环（ORC）的分析和优化》，《能源转化》。管理。，51, 2846-2856 (2010)
[7] Kienzien，V。；J.M.戈登。；Kreider，J.F.，《反向平板集热器：一种静止、非真空、低技术、中温太阳能集热器》，J.Sol。能源工程，110，23-30（1988）
[8] 达菲，J.A。；Beckman，W.A.，《热过程的太阳能工程》（1991），Wiley Interscience:Wiley Interscience New York
[9] Hottel，H.C。；Whillier，A.，平板集电器性能评估，（《太阳能使用会议汇刊》，2（1958），亚利桑那大学出版社），74-104
[10] Bliss，R.W.，平板太阳能集热器设计中有用的几种平板效率系数的推导，Sol。能源，3，55-62（1959）
[11] Kundu，B.，使用直角三角形剖面的吸收板翅片的性能和优化设计分析，Sol。能源，82，22-32（2008）
[12] 克莱因，S.A。；Beckman，W.A.，《太阳辐射利用率评论》，J.Sol。能源工程，106，393-402（1984）
[13] 克莱因，S.A。；达菲，J.A。；Beckman，W.A.，平板太阳能集热器的瞬态考虑，J.Eng.Power，96，109-113（1974）
[14] El-Refaie，M.F。；Hashish，M.A.，实际非稳态日晒下平板收集器的温度分布，应用。数学。型号。，4, 181-186 (1980)
[15] 艾默尔，E.H。；Nayak，J.K。；Sharma，G.K.，一种在多变天气下测试太阳能平板收集器的新动态方法，Energy Convers。管理。，40, 807-823 (1999)
[16] Prakash，J.，用于电力和热空气/水联合发电的光伏-热太阳能集热器瞬态分析，Energy Convers。管理。，35, 967-972 (1994)
[17] 达里瓦尔，S.R。；美国米尔达，《平板收集器对各种瞬态条件响应的分析表达式》，《能量转换》。管理。，46, 1809-1836 (2005)
[18] W·孔。；Wang，Z。；范，J。；巴彻，P。；佩雷斯，B。；陈，Z。；Furbo，S.，一种改进的太阳能集热器动态测试方法，Sol。能源，86，1838-1848（2012）
[19] 唐·R。；Yang，Y。；Gao，W.，不同集热器倾斜角度的玻璃内水真空管太阳能热水器热性能比较研究，Sol。能源，85，1381-1389（2011）
[20] 科普兰，A.H。；Segall，R.S。；林戈，C.D。；Moore，B.，海洋反问题的数学建模，应用。数学。型号。，15, 586-595 (1991) ·兹比尔08357.6096
[21] Sakthivel，K。；Gnanavel，S。；巴兰，N.B。；Balachandran，K.，用优化方法求解反应扩散系统的反问题，应用。数学。型号。，35, 571-579 (2011) ·Zbl 1202.35352号
[22] Das，R.，遗传算法在圆柱鳍未知参数估计中的应用，应用。软计算。，12, 3369-3378 (2012)
[23] 达斯·R。；Ooi，K.T.，《设计满足给定温度要求的多孔翅片的多参数组合预测》，《能量转换》。管理。，61, 211-219 (2013)
[24] Gogoi，T.K。；Das，R.，使用单纯形搜索法对内部重整固体氧化物燃料电池系统进行反向分析，应用。数学。型号。，37, 6994-7015 (2013) ·Zbl 1438.80005号
[25] Huang，C.H。；袁，I.C。；Ay，H.，《板翅管换热器局部传热系数成像中的三维反问题》，《国际传热传质杂志》。，46, 3629-3638 (2003) ·Zbl 1035.80004号
[26] Bhowmik，A。；Singla，R.K。；罗伊，P.K。；Prasad，D.K。；达斯·R。；Repaka，R.，使用分解和进化方法预测矩形和双曲翅片剖面的几何形状以及与温度相关的热特性，《能量转换》。管理。，74, 535-547 (2013)
[27] Kalogirou，S.A.，使用人工神经网络和遗传算法优化太阳系，应用。能源，77，383-405（2004）
[28] 瓦伦；Siddhartha，使用遗传算法优化平板式太阳能空气加热器的热性能，应用。能源，87，1793-1799（2010）
[29] 帕雷塔，A。；安东尼尼，A。；Butturi，M。；E.米兰。；贝内代托，P。；乌德佐，D。；Zurru，P.，小型太阳能集中器原型室内表征的光学方法，高级科学。技术。，74, 196-204 (2010)
[30] 瓦伦；北卡罗来纳州夏尔马。；巴特，I.K。；Grover，D.，使用随机迭代扰动技术优化光滑平板太阳能空气加热器，Sol。能源，85，2331-2337（2011）
[31] 蒙吉贝洛。；北卡罗来纳州比安科。；富奇，R。；Moscariello，F.，《利用逆方法测量高浓度太阳辐射》（2012年米兰COMSOL会议论文集（2012））
[32] Kovarik，M.，《翅片管太阳能集热器中导热材料的最佳分布》，Sol。能源，21477-484（1978）
[33] 昆都，B。；Lee，K.S.，Sol平板太阳能集热器吸收板的傅里叶和非傅里叶热传导分析。能源，86，3030-3039（2012）
[34] Kiefer，J.，最大值的序列极小极大搜索，Proc。美国数学。Soc，4502-506（1953年）·兹比尔0050.35702
[35] 蔡，C.H。；Kolibal，J。；Li，M.，《为无网格配置方法寻找良好形状参数的黄金分割搜索算法》，《工程分析》。边界元素。，34, 738-746 (2010) ·Zbl 1244.65194号
[36] 出版社，W.H。；Teukolsky，S.A。；韦特林，W.T。；Flannery，B.P.，《数值配方：科学计算的艺术》（1992），剑桥大学出版社：剑桥大学出版社纽约·Zbl 0845.65001号
[37] Loh，J.S。；阿齐德，I.A。；Seetharamu，K.N。；Quadi，G.A.，傅里叶和非傅里叶热传导的快速瞬态热分析，《国际热质传递杂志》。，50, 4400-4408 (2007) ·Zbl 1144.80330号
[38] 杰姆巴罗维奇，J。；Gembarovic，J.，有限介质中的非热源热传导建模，国际热物理杂志。，25, 1261-1268 (2004)
[39] 尼尔德，J.A。；Mead，R.，函数最小化的单纯形方法，计算。J.，7308-313（1965）·Zbl 0229.65053号
[40] 拉加里亚斯，J.C。；Reeds，J.A。；Wright，M.H。；Wright，P.E.，低维Nelder-Mead单纯形方法的收敛性，SIAM J.Optim。，9, 112-147 (1998) ·Zbl 1005.90056号
[41] Das，R.，《变电导率传导换热翅片的单纯形搜索方法》，《国际热质传递杂志》。，54, 5001-5009 (2011) ·Zbl 1226.80026号
[42] 马修斯，J.H。；Fink，K.D.，《使用MATLAB的数值方法》（2004），普伦蒂斯·霍尔：新泽西州普伦蒂斯霍尔
[43] Bhowmik，A。；熊猫，S。；达斯·R。；Repaka，R。；Martha，S.C.，用于预测热性能和翅片尺寸的导电-对流湿三角翅片的逆分析，逆Prob。科学。工程，1-27（2014）<http://dx.doi.org/10.1080/1741597.2013.875546>
[44] 斯托恩，R。；Price，K.，《差分进化——连续空间上全局优化的一种简单有效的启发式算法》，J.global Optim。，11, 341-359 (1997) ·Zbl 0888.90135号
[45] Okdem，S.，《工程问题的简单全局优化算法：差分进化算法》，土耳其J.Electr。工程，12，53-60（2004）
[46] 斯特伦斯，M。；Moore，A.，《使用配对比较进行政策搜索》，J.Mach。学习。第3921-950号决议（2002年）·Zbl 1112.68452号
[47] 帕克·W·J。；詹金斯，R.J。；巴特勒，C.P。；Abbott，G.L.，测定热扩散率、热容和导热系数的闪光法，J.Appl。物理。，32, 1679-1684 (1961)
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