Методика идентификации нестационарных тепловых процессов в многослойных конструкциях

Мацевитый, ЮМ, Сиренко, ВН, Костиков, АО, Сафонов, НА, Ганчин, ВВ
Косм. наука технол. 2020, 26 ;(1):79-89
https://doi.org/10.15407/knit2020.01.079
Язык публикации: Русский
Аннотация: 
В статье для получения устойчивого решения обратной задачи теплопроводности применяется метод А. Н. Тихонова с эффективным алгоритмом поиска регуляризирующего параметра. Рассматриваются три обратные задачи. В первых двух определяются тепловые потоки в составном теле с идеальным и реальным тепловым контактом. В третьей обратной задаче теплопроводности при реальном тепловом контакте определяется термическое контактное сопротивлениеИскомые тепловые потоки в многослойных телах представляются в виде линейных комбинаций сплайнов Шенберга третьей степени с неизвестными коэффициентами, которые вычисляются путём решения системы линейных алгебраических уравнений. Эта система является следствием необходимого условия минимума функционала, в основу которого положен принцип наименьших квадратов отклонения моделируемой температуры от температуры, полученной в результате теплофизического эксперимента. Для регуляризации решений обратной задачи теплопроводности в этом функционале в качестве слагаемого к сумме квадратов используется стабилизирующий функционал с параметром регуляризации
в качестве мультипликативного множителя. Он представляет собой сумму квадратов тепловых потоков, их первых и вторых производных с соответствующими множителями. Поиск регуляризирующего параметра осуществляется с помощью алгоритма, аналогичного алгоритму поиска корня нелинейного уравнения.
Ключевые слова: аппроксимация, идентификация, метод регуляризации А. Н. Тихонова, обратная задача теплопроводности, параметр регуляризации, сплайн Шенберга третьей степени, стабилизатор, тепловой поток, термическое контактное сопротивление, функционал
References: 
1. Алифанов О. М., Артюхин Е. А., Румянцев С. В. Экстремальные методы решения некорректных задач. Москва: Наука, 1988. 288 с.
2. Бек Дж., Блакуэл Б., Сент-Клэр Ч (мл.) Некорректные обратные задачи теплопроводности. Москва: Мир, 1989. 312 с.
3. Коздоба Л. А., Круковский П. Г. Методы решения обратных задач теплопереноса. Киев: Наук. думка, 1982. 360 с.
4. Мацевитый Ю. М. Обратные задачи теплопроводности: В 2-х т. Киев: Наук. думка, 2002—2003. Т. 1: Методология. 408 с.
5. Мацевитый Ю. М., Сафонов Н. А., Ганчин В. В. К решению нелинейных обратных граничных задач теплопроводности. Проблемы машиностроения. 2016. 19, № 1. С. 28—36.
6. Мацевитый Ю. М., Слесаренко А. П. Некорректные многопараметрические задачи теплопроводности и регионально-структурная регуляризация их решений. Киев: Наук. думка, 2014. 292 с.
7. Мацевитый Ю. М., Слесаренко А. П., Ганчин В. В. Регионально-аналитическое моделирование и идентификация тепловых потоков с использованием метода регуляризации А. Н. Тихонова. Проблемы машиностроения. 1999. 2, № 1-2. С. 34—42.
8. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. Москва: Наука, 1979. 288 с.
9. Graham N. Y. Smoothing with Periodic Cubic Splines. Bell System Tech. J. 1983. 62. Р. 101—110.
10. Reinsch C. H. J. Smoothing by Spline Function. Numerische Mathematik. 1967. 10. Р. 177—183.