超声测量结构内部瞬态温度场的重建方法研究

摘要：

固体结构内部瞬态温度场的无损测量在航空航天、机械制造与材料加工等领域都具有十分重要的作用.本文基于超声波传播速度与温度的相关性,建立了超声测量各向同性材料内部瞬态温度分布的模型,从反演角度入手,将瞬态非均匀温度场的重建问题转化为热边界的反演和热传导正问题计算的问题,应用参数辨识中的共轭梯度法,发展了一种高分辨率的温度场重建方法,并通过数值仿真系统分析算法的精度、抗噪性和稳定性等特性,最后,进行了实验验证与分析.研究表明:基于超声渡越时间反演得到的热边界条件,符合物理实际,重建得到的结构内部瞬态温度分布精度较高、实时性好、适用性强,有利于促进超声无损测温技术的发展,具有重要的工程应用价值.

关键词：超声测温、温度场重建、边界反演、共轭梯度法、实验验证

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资助基金：国家自然科学基金批准号:11402285,11372338,51308531、空气动力学国家重点实验室研究基金和国家重点基础研究发展计划编号:2015CB755800资助项目

在线出版日期：2016-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：509-517