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估计环形域上泊松方程边界数据的Galerkin方法及其在盘管传热系数估计中的应用。 (英语) Zbl 1433.65319号

考虑极坐标下环形区域上泊松方程的反问题,\开始{align*}&\lambda_w\frac{1}{r}\frac{\partial}{\partitler}\Big(r\frac{\particleT}{\protialr}\Big)+\lambda_w\frac{1}{r^2}\frac{\partial ^2 T}{\partialθ^2}+q_g=0,quad r_1<r<r<mathrm{E},\0\leθ2\pi,\tag{a}\\&\lambda_w\frac{\partial T}{\paratil r}(r\mathrm{E},θ)=\alpha(T_{\mathrm{env}}-T(r_mathrm},theta)),\quad 0\le\theta\le2\pi,\tag{b}\\&-\lambda_w\frac{\partial T}{\partic r}(r_1,\theta)=Q(\theta,\tquad 0\le\theta\le2\pi,\tag{c}\结束{align*}其中,\(lambda_w)表示壁面导热系数,\(q_g)是源函数。此外,数字(α,,T_{mathrm{env}})和(Q(θ)分别表示倒数传热阻力、环境温度和沿内边界的热流密度分布。与(a)–(c)相关的反问题是从测量的外边界噪声温度数据中恢复内边界处的Neumann数据。
对于数值解,问题被分解为(T=V+u),其中(V)用(q_g=0)和(T_{mathrm{env}}=0)求解(a)–(c),函数用(q=0)解(a)-(c)。
作为准备,在第二节中,研究了与函数(V)的拉普拉斯方程有关的正问题的三角配置。更准确地说,从给定的(j=0,1,dots,N-1)数据(Q_j=Q(θ_j))中,其中(θj=2\pi j/N)表示配点,得到了形式为(V_N(r,θ)=V_0(r)+\sum_{k=1}^N V_k(r)\cos k\theta+w_k(r)\sin k\theta\)的近似值,以及适当的系数函数论文中指定的。然后,第3节专门讨论与函数(V)对应的拉普拉斯方程的反问题,假设(u)的值确实可用。离散化问题被表示为线性方程组(a_N\mathsf{Q}=mathsf{G}),其中(mathsf}=(Q_j){j=0,dots,N-1})和。这里,(G_j=V_N(r_mathrm{E},theta_j)是测量数据,并且(j=0,1,\ldots,N-1)的(Q_j\近似Q(theta_j)\)。给出了矩阵(A_N in\mathbb{R}^{N乘N})的奇异值分解,并考虑了(A_N\mathsf{Q}=G)稳定解的截断奇异值分解和Tikhonov正则化,以差异原理作为参数选择策略。最后一节提供了一些数字说明。

MSC公司:

65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65N21型 含偏微分方程边值问题反问题的数值方法
65N20型 含偏微分方程边值问题不适定问题的数值方法
65层22 数值线性代数中的不适定性和正则化问题
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
65层20 超定系统伪逆的数值解
15甲18 特征值、奇异值和特征向量
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Bazán,F.S.V.,Bedin,L.,Bozzoli,F.:通过线性化对对流传热系数进行数值估算。国际热量与质量传输杂志。2, 1230-1244 (2016) ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.07.021
[2] Bazán,F.S.V.,Bedin,L.:通过线性化识别传热系数:显式解和近似。反向探测。25 33, 124006 (2017) ·Zbl 1383.65119号 ·doi:10.1088/1361-6420/aa97c1
[3] Viloche Bazán,F.S.:简单有效地确定由离散不定问题的广义差分原理选择的Tikhonov正则化参数。科学杂志。计算。63(1), 163-184 (2015) ·Zbl 1323.65038号 ·doi:10.1007/s10915-014-9888-z
[4] Bazán,F.S.V.:确定Tikhonov正则化参数时的定点迭代。反向探测。24, 1-15 (2008) ·Zbl 1147.65033号 ·doi:10.1088/0266-5611/24/3/035001
[5] Bazán,F.S.V.,Francisco,J.B.:一种用于确定Tikhonov正则化参数的改进定点算法。反向探测。25, 045007 (2009) ·Zbl 1181.65060号 ·doi:10.1088/0266-5611/25/4/045007
[6] Beck,J.V.,Blackwell,B.Jr,Clair,Ch.R.:逆热传导-不适定问题。威利,纽约(1985)·Zbl 0633.73120号
[7] Bernston,F.,Eldén,L.:拉普拉斯方程Cauchy问题的数值解。反向探测。17(4), 839-853 (2001) ·Zbl 0993.65119号 ·doi:10.1088/0266-5611/17/4/316
[8] Bozzoli,F.,Cattani,L.,Rainieri,S.,Bazán,F.S.V.,Borges,L.S.:用Tikhonov调节法估算螺旋管层流区的局部传热系数。国际热量与质量传输杂志。72, 352-361 (2014) ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.01.019
[9] Cao,H.、Pereverzev,S.V.、Sincich,E.:腐蚀识别的自然线性化。《物理学杂志》。Conf.序列号。135, 012027 (2008) ·doi:10.1088/1742-6596/135/1/012027
[10] Cao,H.,Pereverzev,S.V.:椭圆Cauchy问题正则化的平衡原则。反向探头。23, 1943-1961 (2007) ·Zbl 1126.35084号 ·doi:10.1088/0266-5611/23/5/009
[11] Canuto,C.,Hussaini,M.Y.,Quarteroni,A.A.,Zang,T.A.:流体动力学中的光谱方法。柏林斯普林格·弗拉格(1988)·Zbl 0658.76001号 ·doi:10.1007/978-3642-84108-8
[12] Chen,H.T.,Wu,X.Y.:二维逆热传导问题中传热系数的估计。数字。传热B部分50,375-394(2006)·doi:10.1080/10407790600859791
[13] Colaço,M.J.,Alves,C.J.,Bozzoli,F.:互易函数法用于非侵入式估算管道中空间变化的内部传热系数:数值和实验结果。《国际传热与传质杂志》。90, 1221-1231 (2015) ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.07.028
[14] Engel,H.W.,Hanke,M.,Neubauer,A:反问题的正则化。Kluwer学术出版社(2000)
[15] Fasino,D.,Inglese,G.:拉普拉斯方程的逆Robin问题:理论结果和数值方法。反向概率。,41-48(1999年)·Zbl 0922.35188号
[16] Hansen,P.C.:秩亏和离散不适定问题。费城SIAM(1988)
[17] Heng,Y.,Mhamdi,A.,Lu,Sh.,Pereverzev,S.:改进的L曲线方法研究中的模型函数:池沸腾中的热流重建。反向探测。26(5)(2010年)·Zbl 1193.65083号
[18] Hong,Y.G.,Wei,T.:拉普拉斯方程Cauchy问题的Backus-Gilbert算法。反向探测。17, 261-271 (2001) ·Zbl 0980.35167号 ·doi:10.1088/0266-5611/17/2/306
[19] Jaoua,M.、Leblond,J.、Mahjoub,M.和Partington,J.R.:基于解析近似的稳健数值算法,用于求解环形区域中的反问题。IMA公司。J.应用。数学。74, 481-506 (2009) ·Zbl 1231.35305号 ·doi:10.1093/imamat/hxn041
[20] Morozov,V.A.:解决不正确问题的正则化方法。纽约施普林格-弗拉格出版社(1984年)·Zbl 0549.65031号 ·doi:10.1007/978-1-4612-5280-1
[21] Kirsch,A.:反问题数学理论导论。Springer-Verlag,纽约(2011年)。应用数学科学120·Zbl 1213.35004号 ·doi:10.1007/978-1-4419-8474-6
[22] Leblond,J.,Mahjoub,M.,Partington,J.R.:环形域上的解析扩张和Cauchy型逆问题:稳定性结果。J.库存问题。14(2), 189-204 (2006) ·Zbl 1111.35121号 ·doi:10.1515/156939406777571049
[23] Martin,T.J.,Dulikravich,G.S.:稳态热对流系数分布的反演。《传热学杂志》120,328-334(1998)·doi:10.1115/1.2824251
[24] Naphon,P.,Wongwises,S.:弯曲管内流动和传热特性综述。更新。维持。《能源评论》第10期,463-490页(2006年)·doi:10.1016/j.rser.2004.09.014
[25] Peiret,R:不可压缩粘性流的谱方法。斯普林格,海尔德堡(2002)·Zbl 1005.76001号 ·doi:10.1007/978-1-4757-6557-1
[26] Pakdaman,M.F.、Akhavan-Behabadi,M.A.、Razi,P.:垂直螺旋螺旋管内MWCNT/导热油纳米流体流动的热物理性质和整体性能的实验研究。专家。热流体科学。40, 103111 (2012)
[27] Shivanian,E.,Jafarabadi,A.:谱无网格径向点插值框架中环形域的逆Cauchy问题。计算机工程。https://doi.org/10.1007/s00366-016-0482-x ·兹比尔1462.65134
[28] Shirzadi,A.,Takhtabnoos,F.:环域中椭圆偏微分方程Cauchy问题的局部无网格方法。J.反向探针。科学。工程24,729-743(2016)·Zbl 1342.65209号 ·doi:10.1080/17415977.2015.1061521
[29] Tajani,C.,Abouchabaka,J.,Abdoun,O.:使用环形域的新KMF算法进行数据恢复的问题。阿默尔。J.公司。数学。2, 88-94 (2012) ·Zbl 1262.65122号 ·doi:10.4236/ajcm.2012.22012年
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