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热传导问题内表面识别的机器学习方法与基于极坐标的局部配置方法相结合。 (英语) Zbl 07750280号

小结:在本工作中,我们开发了基于均匀分布测量点温度的神经网络(NNs),用于识别二维管道内壁未知表面形状。将稳态控制方程转化为各向异性热传导方程,通过估算炉膛有效导热系数的周向分布来识别不规则形状的内边界。在对有效导热系数模型进行非均匀化处理后,导出了径向无网格广义有限差分方法,有效地解决了训练数据的直接问题。引入神经网络计算有效导热系数,以进一步检测未知内边界。文中给出了几个数值算例,证明了该算法的有效性和准确性。

MSC公司:

80A23型 热力学和传热中的反问题
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
35K57型 反应扩散方程
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
80平方米 有限差分法在热力学和传热问题中的应用
80平方米 应用于热力学和传热问题的光谱、配置和相关(无网格)方法
68问题32 计算学习理论
68T07型 人工神经网络与深度学习
35卢比 具有低正则系数和/或低正则数据的偏微分方程
35兰特 PDE的反问题
79年第35季度 PDE与经典热力学和传热
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 崔,M。;Duan,W.W。;Gao,X.w.,一种基于松弛因子优化技术的新的反分析方法,用于解决瞬态非线性热传导反问题,Int.J.heat-Mass Transf。,90, 491-498 (2015)
[2] Fan,C.L。;Sun,F.R。;杨,L.,基于热像测温的传热系数反演数值方法,中国。化学杂志。工程师,16,901-908(2008)
[3] 齐,H。;阮·L·M。;张海川。;Wang,Y.M。;Tan,H.P.,用随机粒子群优化算法对一维参与板进行反向辐射分析,国际期刊Therm。科学。,46, 649-661 (2007)
[4] Bozzoli,F。;卡塔尼,L。;Rainieri,S。;Pagliarini,G.,《逆热传导问题方法下螺旋管局部传热系数的估算》,《实验热学》。流体科学。,59, 246-251 (2014)
[5] Chyu,M.K。;丁·H。;Downs,J.P。;Soechting,F.O.,使用瞬态液晶技术基于体积平均温度测定局部传热系数,Exp.Therm。流体科学。,18, 142-149 (1998)
[6] 弗拉克威克,A。;恰科夫斯基,M。;Wrblewska,A.,求解多连通域中热传导反问题的迭代算法,Int.J.heat-Mass Transf。,55, 744-751 (2012) ·Zbl 1262.80085号
[7] O.塔德拉里。;Lacroix,M.,通过反向传热预测高温熔炼炉中的保护堤,Int.J.heat-Mass Transf。,49, 2180-2189 (2006) ·Zbl 1189.80039号
[8] Chen,H.L。;Yu,B。;周海林。;Meng,Z.,求解逆几何热传导问题的改进布谷搜索算法,热传输。工程师,40,362-374(2018)
[9] 王,F。;华强。;Liu,C.S.,二维各向异性热传导方程逆几何问题的边界函数法,应用。数学。莱特。,84, 130-136 (2018) ·兹比尔1524.80018
[10] 贾瓦德,K.P。;Farhang,D.,用光滑固定网格有限元法求解几何逆热传导问题,有限元。分析。设计。,45, 599-611 (2009)
[11] 周海林。;Li,Y.S。;Yu,B。;Chen,H.L.,无迭代有限元法反几何热传导问题的形状识别,数值。热传递。,A部分,申请。,72, 628-641 (2017)
[12] 王,S。;林,S.h。;Yang,Y.C.,由功能梯度材料制成的炉墙内表面的几何估计,国际通讯社。热质传递。,67, 1-7 (2015)
[13] 李毅。;王,G。;陈,H。;朱,Z。;Zhang,D.,逆几何热传导问题的分散模糊推理方法,应用。热量。工程,106,109-116(2016)
[14] Fan,C.L。;Sun,F.R。;Yang,L.,根据温度测量识别内部管道边界的基于电导率的方案,J.Thermophys。热传输。,23, 197-200 (2009)
[15] 范,C.L。;Sun,F.R。;Yang,L.,基于有效导热系数估计的定量内管边界识别新计算方案,J.Phys。D、 申请。物理。,41,第205501条,第(2008)页
[16] Huang,C.H。;Chaing,M.T.,估算与空间和时间相关的不规则边界形状时的瞬态三维逆几何问题,《国际热质传递杂志》。,51, 5238-5246 (2008) ·Zbl 1154.80367号
[17] 卡拉乔吉斯,A。;Lesnic,D.,《反电导问题中椭圆夹杂物的重建》,国际力学杂志。科学。,142-143, 603-609 (2018)
[18] Huang,C.H。;Wang,S.P.,用共轭梯度法估算表面热流的三维逆热传导问题,国际J热质传递。,42, 3387-3403 (1999) ·Zbl 0977.74594号
[19] 杜达,P。;Taler,J.,《识别锅炉炉膛水冷壁管热边界条件的新方法》,《国际热质传递》。,52, 1517-1524 (2009) ·Zbl 1157.80391号
[20] 弗兰克·T。;Wieting,S。;Wielitzka,M。;Bosselmann,S。;Ortmaier,T.,《使用MOR识别温度相关边界条件》,国际期刊数值。《热流体流动方法》,30,1009-1022(2019)
[21] 姚,W。;Yu,B。;高,X。;高奇,求解瞬态热传导问题的精细积分边界元法,国际热质传递杂志。,78, 883-891 (2014)
[22] 帕克,H.M。;Chung,O.Y.,逆向传热问题的各种共轭梯度法的比较,化学。工程通信。,176, 201-228 (2007)
[23] 曾先生。;Chen,T.C。;赵凤珍,用有限元格式求解二维热传导逆问题的直接灵敏度系数法,数值。热传输。,B部分,Fundam。,27291-307(1995年)
[24] 陈,H。;王凯。;刘,Z。;周,H.,通过深度学习进行乳腺癌表面温度分析和热物理性质估计,Numer。热传输。,A部分,应用。,82, 411-427 (2022)
[25] Tan,J.Y。;Zhao,J.M。;Liu,L.H.,热传导几何边界识别问题的无网格方法,数值。热传输。,B部分,Fundam。,55, 135-154 (2009)
[26] Chan,H.-F。;Fan,C.-M.,解二维逆Cauchy问题的局部径向基函数配置法,数值。热传输。,B部分,Fundam。,63, 284-303 (2013)
[27] 卡拉乔吉斯,A。;Lesnic,D。;Marin,L.,二维稳态热传导问题中空隙检测的正则配置Trefftz方法,逆问题。科学。工程,22395-418(2014)·Zbl 1308.65205号
[28] Yu,G.X。;Sun,J。;Wang,H.S。;温,P.H。;Rose,J.W.,《确定二维稳态热传导问题边界温度和热流密度的无网格反演方法》,《实验热传导》。流体科学。,52, 156-163 (2014)
[29] 胡,W。;顾毅。;Fan,C.-M.,三维功能梯度材料热传导逆问题的无网格配置方案,《工程分析》。已绑定。元素。,114, 1-7 (2020) ·Zbl 1464.74373号
[30] 唐,Z。;Fu,Z。;Sun,H。;Liu,X.,曲面上反常扩散的有效局部配置解算器,分形。计算应用程序。分析。,24, 865-894 (2021) ·Zbl 1498.65176号
[31] Wang,Y.Y。;顾毅。;Liu,J.L.,三维复合材料应力分析的区域分解广义有限差分法,应用。数学。莱特。,104,第106226条pp.(2020)·Zbl 1444.74053号
[32] 宋,L。;李,P.W。;顾毅。;Fan,C.M.,用广义有限差分法求解具有混合边界条件的平稳2D和3D Stokes方程,计算。数学。申请。,1726-1743年(2020年)·Zbl 1451.76084号
[33] 傅志杰。;Chu,W.H。;杨,M。;李,P.W。;Fan,C.M.,通过无网格配置求解器估计皮肤组织中的肿瘤特征,Int.J.Comput。方法,18,第2041009条pp.(2020)·Zbl 07342009
[34] 唐,Z。;Fu,Z。;陈,M。;Ling,L.,曲面上图灵图案形成的局部化外部配置方法,应用。数学。莱特。,122,第107534条pp.(2021)·兹比尔1524.35321
[35] 傅振杰。;谢志勇。;季顺英(Ji,S.Y.)。;蔡,C.C。;Li,A.L.,多底部圆柱阵列结构水波相互作用的无网格广义有限差分法,海洋工程,195(2020)
[36] Fu,Z。;唐,Z。;Xi,Q。;刘,Q。;顾毅。;Wang,F.,局部配置方案及其应用,机械学报。罪。,38,第422167条pp.(2022)
[37] 曲,W。;顾毅。;Zhang,Y。;风扇,C.-M。;Zhang,C.,用于高精度求解瞬态热传导问题的广义有限差分法和Krylov延迟校正技术的组合方案,Int.J.Numer。方法工程,117,63-83(2019)
[38] Ju,B。;Qu,W.,无网格广义有限差分法在求解扩展Fisher-Kolmogorov方程中的三维应用,Appl。数学。莱特。,136,第108458条pp.(2023)·Zbl 1503.65173号
[39] Chen,H.L。;杜,Z.B。;李,X。;周海林。;Liu,Z.L.,通过深度学习和有效热导率变换识别热传导问题中的管道内表面,工程计算。,37, 3505-3523 (2020)
[40] 卢,G。;任,L。;科拉贡达,A。;王,X。;特克贝,I.B。;Choyke,P.L。;Kambhamettu,C.,基于从RBF神经网络学习的隐式曲面函数表示3D形状,J.Vis。Commun公司。图像表示。,40, 852-860 (2016)
[41] 袁,Q。;肖恩,深部神经网络损失面实验探索,国际成像系统杂志。技术。,30, 860-873 (2020)
[42] 黄,Z.A。;Sang,Y。;孙,Y。;Lv,J.,一种用于高度不平衡数据分类的神经网络学习算法,Inf.Sci。,612496-513(2022)
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