跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(23.20.20.52) 您好!臺灣時間:2022/01/24 17:49
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:葉俊瑩
研究生(外文):Chun-Ying Yeh
論文名稱:反算及最佳化控制問題於偶合熱流系統之應用
論文名稱(外文):An Inverse Problem in Simultaneous Estimating the Biot Numbers of Heat and Moisture Transfer for A Porous Material
指導教授:黃正弘黃正弘引用關係
指導教授(外文):Cheng-Hung Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:造船及船舶機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:118
中文關鍵詞:最佳化控制反算偶合熱流
外文關鍵詞:inverseheat and moisture transferporous materialconcurrent flowoptimal controlcoupledheat and mass product
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:231
  • 評分評分:
  • 下載下載:39
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
摘 要
本論文旨在針對反算及最佳化控制問題於偶合熱流系統應用之研究,其可分為三個獨立之章節分別如下。
(1) 反算問題於多孔性材料中熱與溼度傳遞比爾特數(Biot number)之同時預測。
An Inverse Problem in Simultaneous Estimating the Biot Numbers of Heat and Moisture Transfer for A Porous Material .
本論文是利用反算法(Inverse Algorithm)中的共軛梯度法(Conjugate Gradient Method)來進行反算分析工作。問題的物理模型主要是在一多孔性材料(porous material)中藉由溫度與溼度值之量測,來同時預測當此材料在底部有加熱源之狀態下,其上邊界之熱與溼度傳遞之比爾特數。
在本篇論文中,我們假設兩個未知的時變比爾特數(Biot number),其隨時間變化的函數型態並不知道,必須藉著量測得的資料來反求之,所以我們將此類的反算問題歸類為”函數預測法 ”(Function Estimation)。
在這個熱與溼度傳輸現象的反算問題中,我們可以利用數值實驗來模擬正確之溫度與濕度量測值且在考慮量測誤差的情況下,來檢驗反算分析的正確性。結果顯示在初始猜值為未知任意猜值的狀況下,我們可以成功的運用共軛梯度法進行反算分析得到為時間函數的比爾特數之準確的預測值。
(2) 最佳化控制問題於雙通道同步流場(double pipe concurrent flow)最佳邊界控制條件之預測。
An Optimal Control Algorithm for Entrance Concurrent Flow Problem .
在本文中吾人將利用最佳化控制之理論於雙通道(double pipe)之同步流場中,預測在給定希望流體溫度與達到其溫度所須之管長距離條件下之最佳邊界控制條件。
在這個最佳化控制分析問題中,我們利用數值實驗來驗證所進行的反算分析結果之有效性。結果顯示,我們可以由任意的初始控制函數猜值經由演算求解得到最佳邊界熱通量控制函數。

(3) 非線性反算問題於化學反應中熱與質量產生速率之同時預測。
A Non-Linear Inverse Problem in Simultaneous Estimating the Heat and Mass Production Rates for A Chemically Reacting Fluid .
本論文是利用反算法(Inverse Algorithm)中的共軛梯度法(Conjugate Gradient Method)來進行反算分析工作。問題的物理模型主要是在一化學反應過程中藉由溫度與濃度值之量測,來同時預測當此反應進行時所伴隨的熱與質量產生速率。
在本篇論文中,我們假設兩個未知的熱與質量產生速率,其隨溫度與濃度變化的函數型態並不知道,必須藉著量測得的溫度與濃度資料來反求之,所以我們將此類的反算問題歸類為”函數預測法 ”(Function Estimation)。
在這個化學反應現象的反算問題中,我們可以利用數值實驗來模擬正確之溫度與濃度量測值且在考慮量測誤差的情況下,來檢驗反算分析的正確性。結果顯示在初始猜值為未知任意猜值的狀況下,我們可以成功的運用共軛梯度法進行反算分析得到為溫度與濃度函數的熱與質量產生速率之準確的預測值。
ABSTRACT
A conjugate gradient method (CGM) based inverse algorithm is applied in the present study in simultaneous determining the unknown time-dependent Biot numbers of heat and moisture transfer for a porous material based on interior measurements of temperature and moisture.
It is assumed that no prior information is available on the functional form of the unknown Biot numbers in the present study, thus, it is classified as the function estimation in inverse calculation.
The accuracy of this inverse heat and moisture transfer problem is examined by using the simulated exact and inexact temperature and moisture measurements in the numerical experiments. Results show that the estimation on the time-dependent Biot numbers can be obtained with any arbitrary initial guesses on a Pentium IV 1.4 GHz personal computer.
目 錄
摘 要I
致 謝IV
目 錄V
圖表目錄VIII
符號說明XI

第一章 反算問題於多孔性材料中熱與溼度傳遞比爾特數(Biot number)之同時預測1
1-1 研究背景與目的1
1-2 文獻回顧1
1-3 前言3
1-4 直接解問題4
1-5 反算問題6
1-6 共軛梯度法之極小化過程7
1-7 靈敏性問題與前進步距8
1-8 伴隨問題與梯度方程式13
1-9 收斂條件17
1-10 數值計算流程18
1-11 結果與討論19
1-12 參考文獻19

第二章 最佳化控制問題於雙通道同步流場(double pipe concurrent flow)最佳邊界控制條件之預測 40
2-1 研究背景與目的 40
2-2 文獻回顧 40
2-3 前言 42
2-4 直接解問題 43
2-5 最佳化控制問題 44
2-6 共軛梯度法之極小化過程 47
2-7 靈敏性問題與前進步距 48
2-8 伴隨問題與梯度方程式 50
2-9 數值計算流程 53
2-10 結果與討論 54
2-11 參考文獻 71

第三章 非線性反算問題於化學反應中熱與質量產生速率之模擬預測 73
3-1 研究背景與目的 73
3-2 文獻回顧 73
3-3 前言 75
3-4 直接解問題 76
3-5 反算問題 79
3-6 共軛梯度法之極小化過程 80
3-7 靈敏性問題與前進步距 82
3-8 伴隨問題與梯度方程式 84
3-9 收斂條件 87
3-10 數值計算流程 89
3-11 結果與討論 90
3-12 參考文獻 114

第四章 結語 116
1.O. M. Alifanov, Solution of an Inverse Problem of Heat Conduction by Iteration Methods, J. of Engineering Physics, 26 (1974) 471-476.
2.C. H. Huang and C. W. Chen, A Boundary Element Based Inverse-Problem in Estimating Transient Boundary Conditions with Conjugate Gradient Method, Int. J. Numerical Methods in Engineering 42 (1998) 943-965.
3.C. H. Huang and S. P. Wang, A Three-Dimensional Inverse Heat Conduction Problem in Estimating Surface Heat Flux by Conjugate Gradient Method, Int. J. Heat and Mass Transfer, 42 (1999) 3387-3403.
4.C. H. Huang and W. C. Chen, A Three-Dimensional Inverse Forced Convection Problem in Estimating Surface Heat Flux by Conjugate Gradient Method, Int. J. Heat and Mass Transfer, 43 (2000) 3171-3181.
5.W. J. Chang and C. I. Weng, Inverse Problem of Coupled Heat and Moisture Transport for Prediction of Moisture Distributions in an Annular Cylinder, Int. J. Heat and Mass Transfer, 42 (1999) 2661-2672.
6.M. D. Mikhailov and B. K. Shishedjiev, Temperature and Moisture Distributions During Contact Drying of a Moist Porous Sheet, Int. J. Heat and Mass Transfer, 18 (1975) 18-24.
7.O. M. Alifanov, in: Inverse Heat Transfer Problem, Springer-Verlag, New York, 1994.
8.M. D. Mikhailov and M. N. Ozisik, in: Unified Analysis and Solutions of Heat and Mass Diffusion, Wiley, New York, 1984, Chap 10.
9.IMSL Library Edition 10.0. User's Manual: Math Library Version 1.0, IMSL, Houston, TX, 1987.
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top