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基于红外测温数据的亚表面缺陷的反演方法 预览
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作者 马晓波 王青青 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第1期85-90,共6页
热传导逆问题的研究是亚表面缺陷定量评估与识别的理论基础。本文基于非傅里叶热传导模型的正问题研究,即将材料亚表面温度的正问题计算结果作为实验测试数据,采用Levenberg—Marquart算法对半无限材料中圆柱绝热缺陷的逆问题进行了... 热传导逆问题的研究是亚表面缺陷定量评估与识别的理论基础。本文基于非傅里叶热传导模型的正问题研究,即将材料亚表面温度的正问题计算结果作为实验测试数据,采用Levenberg—Marquart算法对半无限材料中圆柱绝热缺陷的逆问题进行了研究。分析讨论了初始假设、入射频率、热扩散长度等对反演结果的影响,并将LM算法与最速下降法、牛顿法等其他算法进行了比较。结果表明:初始假设参数不影响LM算法的有效性;入射频率、热扩散长度等物性参数仅会影响收敛速度的快慢,不影响反演结果的精确性;LM算法相较于最速下降法和牛顿法具有更大的收敛范围和更快的收敛速度。 展开更多
关键词 热传导逆问题 非傅里叶导热 亚表面缺陷 Levenberg—Marquart法
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基于共轭梯度法的亚表面缺陷热波散射反问题 预览
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作者 马晓波 商一平 《建筑热能通风空调》 2017年第12期9-12,79共5页
缺陷识别是红外热波技术定量测量的重要应用。本文基于超短激光脉冲下非傅里叶热传导波动模型的正问题研究,采用共轭梯度算法研究了半无限材料中圆柱绝热缺陷的反问题。即将热波散射正问题计算得到的材料表面温度作为实际测量结果,反演... 缺陷识别是红外热波技术定量测量的重要应用。本文基于超短激光脉冲下非傅里叶热传导波动模型的正问题研究,采用共轭梯度算法研究了半无限材料中圆柱绝热缺陷的反问题。即将热波散射正问题计算得到的材料表面温度作为实际测量结果,反演了亚表面缺陷深度,并分析讨论了待反演参数的初始假设值,测温点数目,入射频率等一系列因素对反演结果的影响。数值实验结果证明了该方法的有效性,该方法可在较短的时间内得到比较精确的反演结果。 展开更多
关键词 超短激光脉冲 导热反问题 非傅里叶热传导 共轭梯度法
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亚表面双圆柱异质缺陷的热波多重散射研究
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作者 马晓波 王超 陈德珍 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期531-536,540共7页
针对半无限体内亚表面含双圆柱异质缺陷问题,基于非傅里叶热传导方程,采用波函数展开法和镜像法,研究了异质体缺陷的热波多重散射与温度分布,并给出了亚表面异质双圆柱热波多重散射的一般解。通过数值计算,给出了不同物理参数和几何参... 针对半无限体内亚表面含双圆柱异质缺陷问题,基于非傅里叶热传导方程,采用波函数展开法和镜像法,研究了异质体缺陷的热波多重散射与温度分布,并给出了亚表面异质双圆柱热波多重散射的一般解。通过数值计算,给出了不同物理参数和几何参数下亚表面异质双圆柱的材料表面温度分布曲线,分析了各参数对材料表面温度分布的影响,特别是热波本身特性与缺陷性质的影响。研究成果可望为工程材料结构亚表面异质缺陷的无损检测和安全评定提供理论基础与参考数据。 展开更多
关键词 非傅里叶热传导 波函数展开法 镜像法 热波多重散射 异质缺陷
按非Fourier定律分析陶瓷薄膜受热沉积作用的热力耦合问题
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作者 张晓敏 陈立群 张龙 《重庆大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期113-118,共6页
考虑热传导的非Fourier定律,并且在温度控制方程中计入应变和应力变化的热效应,在应力本构方程中计入了温度变化的影响,得出了各向同性线性热弹性温度梯度非Fourier物质的热力双向耦合方程,且对有限厚度陶瓷薄膜,给出了边界受单一脉冲... 考虑热传导的非Fourier定律,并且在温度控制方程中计入应变和应力变化的热效应,在应力本构方程中计入了温度变化的影响,得出了各向同性线性热弹性温度梯度非Fourier物质的热力双向耦合方程,且对有限厚度陶瓷薄膜,给出了边界受单一脉冲热沉积的典型一维瞬态问题的数值结果。讨论了延迟时间对温度增加量和应力分布的影响。主要结论:对陶瓷类介质,由于热波波速和膨胀波波速有极大的数量级差异,热力耦合对传播速度影响甚微,即以十分接近热波波速和膨胀波波速传播。由于外加作用是以热学量给出的脉冲热沉积,因此传播的主要控制速度是热波波速。传播的力学量属高阶小量。 展开更多
关键词 热力耦合 非傅里叶定律 热沉积 陶瓷薄膜
半无限体亚表面球形缺陷的热波多重散射 预览 被引量:2
5
作者 马晓波 谈和平 《同济大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期 1565-1568,1598,共5页
基于非傅里叶热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了半无限固体结构中亚表面球型缺陷的热波多重散射问题.基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析... 基于非傅里叶热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了半无限固体结构中亚表面球型缺陷的热波多重散射问题.基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析了结构几何和物理参量对温度分布的影响,给出了温度变化的数值结果.研究结果可为固体材料激光测试、红外热波成像等问题提供理论基础和参考数据. 展开更多
关键词 热波散射 多重散射 非傅里叶导热 波动模型 球形缺陷
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含缺陷半无限条形体中热波多重散射与温度分布 预览 被引量:3
6
作者 马晓波 谈和平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期 1453-1458,共6页
基于双曲型热传导方程,采用复变函数方法,对含圆柱缺陷半无限条形体中的热波散射进行了研究.给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,板条上下表面的边界条件是等于环境温度.分析计算了... 基于双曲型热传导方程,采用复变函数方法,对含圆柱缺陷半无限条形体中的热波散射进行了研究.给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,板条上下表面的边界条件是等于环境温度.分析计算了几何参量和物理参量对测试表面温度分布的影响,特别是热波波长对温度变化的影响,并给出了非透明体表面温度变化数值结果.研究成果为红外热波成像、物理反问题、内部缺陷评估等问题中的分析研究提供了理论基础和参考数据. 展开更多
关键词 Fourier导热 热波 多重散射 复变函数方法 亚表面缺陷
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半无限体内双圆柱亚表面热波散射问题的研究 预览 被引量:3
7
作者 马晓波 谈和平 董士奎 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期 502-504,共3页
本文基于非傅里叶导热定律,采用波函数展开法,研究了含双圆柱缺陷非透明半无限体中热传播问题,给出了基于热传导波动模型的热波散射问题的一般解。温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,分析了各物理参数对温... 本文基于非傅里叶导热定律,采用波函数展开法,研究了含双圆柱缺陷非透明半无限体中热传播问题,给出了基于热传导波动模型的热波散射问题的一般解。温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,分析了各物理参数对温度分布的影响,特别是热波波长对温度变化的影响,并给出了温度变化的数值结果。 展开更多
关键词 非傅里叶导热 热波 多重散射 红外成像 亚表面缺陷
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三相有限延迟型非Fourier介质热力耦合传播模式和群速度 预览 被引量:2
8
作者 张晓敏 张培源 彭向和 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期 511-516,共6页
给出了三相有限延迟型非Fourier介质的热力耦合传播的基本解,得到传播速度及其界限的结论.正值对数温升率相应的基本解表示温度和变形的指数分布形式较一定速度的传播,其传播速度与对数温升率有关;各个对数温升率相应的传播模式的总和,... 给出了三相有限延迟型非Fourier介质的热力耦合传播的基本解,得到传播速度及其界限的结论.正值对数温升率相应的基本解表示温度和变形的指数分布形式较一定速度的传播,其传播速度与对数温升率有关;各个对数温升率相应的传播模式的总和,不存在恒定的传播速度,而是两个群速度.两个群速度都是有界数集.在热力无耦合情况下,一个群速度蜕化为具有恒定数值的膨胀波速,即第一声速;另一个群速度蜕化为温度波波速.后者也是一个群速度,其上确界为CV型介质温度波速的0.6065倍. 展开更多
关键词 Fourier定律 三相有限延迟 热力耦合 温升率 群速度
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固体中亚表面缺陷的非傅里叶热波散射问题 预览
9
作者 马晓波 谈和平 董士奎 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2005年第5期 49-52,56,共5页
基于非Fourier热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了固体介质中亚表面圆柱缺陷的热波多重散射问题.首次基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.具体... 基于非Fourier热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了固体介质中亚表面圆柱缺陷的热波多重散射问题.首次基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.具体分析了结构几何参数和物理参数对温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果.本研究结果可为红外测试技术、热波成像技术等提供理论基础和参考数据. 展开更多
关键词 Fourier导热定律 热波 波散射 缺陷
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局部热冲击作用下热障涂层热力耦合问题研究 被引量:1
10
作者 张龙 陈小亮 +2 位作者 郑安节 田祖安 黄开志 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期23-28,共6页
针对局部受强瞬态热冲击作用下的四层热障涂层系统,采用非Fourier热传导定律,建立二维线弹性热力耦合方程组及相应边界条件和初始条件。对热障涂层的温度场和应力场进行模拟,并分析其可能产生破坏的原因。结果表明,热在涂层中是以波的... 针对局部受强瞬态热冲击作用下的四层热障涂层系统,采用非Fourier热传导定律,建立二维线弹性热力耦合方程组及相应边界条件和初始条件。对热障涂层的温度场和应力场进行模拟,并分析其可能产生破坏的原因。结果表明,热在涂层中是以波的形式传播的,并在界面上产生反射和叠加,具体给出了热波波前的传播路径。最高温度和最大应力总是出现在热波波前区域。由于材料性质不同,陶瓷层和氧化层界面产生热失配现象,可能会使界面处发生剥离,使涂层失效。 展开更多
关键词 局部热冲击 Fourier热传导 热力耦合 热障涂层
含能材料等离子体点火过程的强瞬态二维热传导分析 预览 被引量:3
11
作者 谢玉树 张小兵 +1 位作者 白桥栋 袁亚雄 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期 738-742,共5页
针对在等离子体点火过程中,当热量传播速度为有限值时,其传热机理和适用经典傅里叶定律时热量传播速度为无限大时完全不同.通过对傅里叶定律进行修改,使其能够在强瞬态导热中应用.在柱坐标下建立火药颗粒强瞬态热传导的轴对称二维数学... 针对在等离子体点火过程中,当热量传播速度为有限值时,其传热机理和适用经典傅里叶定律时热量传播速度为无限大时完全不同.通过对傅里叶定律进行修改,使其能够在强瞬态导热中应用.在柱坐标下建立火药颗粒强瞬态热传导的轴对称二维数学物理模型,并进行数值模拟,计算得到了火药颗粒内部温度场分布,分析了不同因素对等离子体点火性能特别是点火延迟的影响以及火药颗粒内部加入热电偶后对内部温度场分布的影响.计算结果表明:等离子体辐射温度越高,点火延迟越小;辐射吸收层越小,表面温度达到着火点所需时间越短,点火延迟也就越小;松驰时间对等离子体点火产生滞后影响,松驰时间大使热传导系统保持原有稳定状态的能力就强,热传导能量难以向内部渗透.当插入热电偶测量温度时,热电偶对温度场分布会产生影响. 展开更多
关键词 物理化学 等离子体点火 非傅里叶传热 瞬态导热 数值模拟
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两相混合材料瞬态导热分析 预览 被引量:1
12
作者 梁新刚 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期 317-322,共6页
本文基于叶定律之上提出了双相系统模型描述两相混事材料中的瞬态热传导过程,分析表明两相混合材料中的瞬态导热过程不能再用单相一维傅里叶导热定律描述,这一点已为砂粒堆积床的实验所证实,而且双相系统模型与实验结果相符合。
关键词 非傅里叶导热 两相混合材料 导热
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稀薄气体动力学的非线性耦合本构方程理论及验证 被引量:2
13
作者 肖洪 商雨禾 +1 位作者 吴迪 师羊羊 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2091-2104,共14页
作为一种新兴的气体动力学本构方程理论体系,非线性耦合本构方程(NCCR)理论的创新之处在于黏性应力和热传导中抛弃了广义牛顿定律和傅里叶热传导定律,而是考虑熵条件从Boltzmann方程直接推导出了黏性应力和热传导非线性耦合输运方程即... 作为一种新兴的气体动力学本构方程理论体系,非线性耦合本构方程(NCCR)理论的创新之处在于黏性应力和热传导中抛弃了广义牛顿定律和傅里叶热传导定律,而是考虑熵条件从Boltzmann方程直接推导出了黏性应力和热传导非线性耦合输运方程即NCCR模型。NCCR模型在连续区域与广义牛顿定律和傅里叶热传导定律一致,但是在稀薄区域其非线性关系逐渐增强,即NCCR模型大大扩展了应力-应变和热传导-温度梯度的本构关系,为稀薄气体流动模拟提供了新的途径。为解决NCCR模型强非线性难题,发展了混合模态间断伽辽金求解NCCR和流动守恒方程的数值算法,成功避免了NCCR边界条件高阶量赋值的难题。并对典型亚声速、超声速NACA0012翼型绕流、高超声速圆柱绕流、极高马赫数圆柱绕流、微尺度激波-涡干涉、连续稀薄渐变算例、方腔流动进行了数值计算和验证。结果表明,在稀薄区域,NCCR模型准确捕捉到了流场信息,吻合于蒙特卡罗直接模拟(DSMC)或实验结果,包括:压力分布、速度分布、温度分布、壁面热流等。对圆柱绕流的进一步研究发现NCCR在低努森数下与Navier-Stokes方程结果相同,随着努森数升高两者差距逐渐扩大且在高努森数下NCCR吻合于DSMC和实验结果,从侧面证明了基于NCCR理论用同一套方程解决连续稀薄耦合流动的可能性。 展开更多
关键词 非线性耦合本构方程 非牛顿黏性应力模型 非傅里叶热传导模型 稀薄气体流动 连续稀薄耦合流动 本构关系
瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨 预览 被引量:9
14
作者 余宁 潘健生 +1 位作者 顾剑锋 胡明娟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期 156-158,143,共4页
讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非... 讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围,对研究工程中瞬态导热问题(如激光处理,电子束处理等)有重要意义. 展开更多
关键词 非傅里叶导热效应 瞬态判据 数学模型 瞬态导热
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强瞬态非傅立叶导热效应判据与激光冲击硬化应用的探讨 预览 被引量:3
15
作者 余宁 胡明娟 +1 位作者 潘健生 顾剑锋 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期 28-32,共5页
为了更好地反映激光冲击硬化的强瞬态特征及建立非傅立叶导热效应作用范围的判据,本文讨论了通用傅立叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下基于非傅立叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅立叶... 为了更好地反映激光冲击硬化的强瞬态特征及建立非傅立叶导热效应作用范围的判据,本文讨论了通用傅立叶导热定律的数学模型,推导了半无限大物体在第一类边界条件下基于非傅立叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解.通过分析非傅立叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程,提出了非傅立叶导热效应的强瞬态判据.并就强瞬态导热现象对激光热处理的影响进行了讨论.指出按照非傅立叶导热定律计算能更好反映激光作用的热冲击特征. 展开更多
关键词 非傅立叶导热效应 强瞬态判据 激光冲击硬化
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