熱弾性逆問題に対するロバスト計算手法の開発とその応用

热弹性反问题鲁棒计算方法的建立及其应用

• 批准号: 02F00073
• 负责人: 田中 正隆
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00073/
• 关键词: 逆問題; フィルタ理論; 熱伝導; 熱変形; 熱弾性; 境界値同定; 有限要素法; 境界要素法; 計算力学; 逆解析

温度分布や変位の計測結果をもとに弾性固体中に生じている熱応力等を推定する逆問題は,高温環境下で使用されている種々のプラントの安全性を診断するうえで極めて重要である.本研究では,この逆問題をパラメータ同定または関数同定の逆問題としてモデル化し,それに熱弾性問題の有限要素解析と最適動的フィルタ理論(ODF)または統一的最小二乗法(ULS)を適用してロバストな逆解析手法を開発することを目標に行なっている.そして,それを具体的な熱プラントの問題に適用し,リアルタイムでその安全性を診断するシステムを構築する.熱弾性問題の解析はまず有限要素法(FEM)を用いて行なった.次に,受入れ研究者が開発済みの境界要素法(BEM)を用いて汎用性が高く柔軟でロバストな逆解析手法を開発した.幾つかの具体的問題に応用し,逆解析手法の有効性を数値シミュレーションで確認した.今年度は,熱プラントの故障診断をイメージして,高温の流体が厚肉円管内を流動していている場合を取り上げる.厚肉円管内の流体の温度が時間的及び場所的に変動する場合を想定する.そして,厚肉円管外部の表面温度を幾つかの点で計測しているデータをもとに,高温流体の温度の時間変動を推定する逆問題を詳しく調べた.有限要素法の解析技術とフィルタ理論を結合した反復解法をまず確立し,それを用いて逆解析を行なった.温度の場所的な変化の推定には,外部表面の温度測定位置と内部温度の補間の仕方で,推定精度がかなり変化することを明らかにした.この結論は,境界要素法を用いても大きく変わらなかった.得られた研究成果を英国で開催された国際会議と日本で開催された国際会議で発表し,参加していた研究者と情報交換をした.また,国内の学術講演会でも研究成果を英文で発表した.上記の研究成果を基礎にして,一般的な初期値-境界値問題における境界値同定の逆解析アルゴリズムを開発する研究計画を立て,平成16年度も引き続きこの研究題目での研究を続けることになった.

The results of the temperature distribution data show that the thermal stress in temperate solids is presumed to be adverse to temperature, and that the use of several kinds of thermal insulation in high temperature environment can greatly reduce the safety of critical temperature. In this study, the least square method (ULS) of the least square method (ULS) is used to analyze the finite elements of the problem. The least square method (ULS) is used for the inverse analysis of the problem. Please tell me that the specific questions are not available. Please do not know if you are safe or safe. In the analysis of sexual problems, the finite element method (FEM) is used in this paper. For the second time, the researchers studied the boundary element method (BEM) by using the method of reverse analysis. If you have a specific problem, you can use it, and you can use the reverse analytical method to confirm your confirmation. In the current year, the failure of the hot water system has caused the failure of the high-temperature fluid system, and the high-temperature fluid has a high temperature. The temperature of the liquid in the thick meat tube and the temperature of the market are in line with the desired temperature. The temperature of the outer surface of the thick meat tube is measured. The temperature of the high temperature fluid is presumed to be in the temperature range. The finite element method is used to analyze the technical theory and theory, combined with the inverse solution of the finite element method, and the reverse analysis method is used to solve the problem. The temperature field is based on the presumption of temperature, the external surface temperature is measured, the internal temperature is determined, and the presumptive accuracy is determined. According to the conclusion, the method of boundary elements is used in the method of boundary elements. Please review the research results, the United Kingdom, Japan, Japan and Japan. The research results of the domestic Academy of Science and Technology Exhibition are listed in English. The previous research results have been reviewed, and the general initial stage-realm problem is the same as that of the reverse analysis. The research program has been established. Pingcheng introduced the research program of the first year of study in Pingcheng.

项目成果

Masataka Tanaka: "A BEM-based technique for solving inverse problems of transient thermoelasticity with uncertain boundary conditions"Computational Engineering I. 221-230 (2003)

田中正孝：“一种基于 BEM 的技术，用于求解不确定边界条件下的瞬态热弹性反问题”Computational Engineering I. 221-230 (2003)

Masataka Tanaka: "Software and algorithms for inverse thermoelasticity problems"Proc.11^<th> Annual ASCE Conf.. 173-176 (2003)

Masataka Tanaka：“逆热弹性问题的软件和算法”Proc.11^<th> Annual ASCE Con​​f.. 173-176 (2003)

Masataka Tanaka: "Software and algorithms for solving some inverse problems in mechanical engineering"Proc.11th Annual Conference of the Association of Computational Mechanics in Engineering(ACME). (未定). (2003)

Masataka Tanaka：“用于解决机械工程中一些逆问题的软件和算法”，工程计算力学协会第 11 届年会（ACME）（待定）。

Masataka Tanaka: "Retrieval of spatially and temporarily highly-varied thermal and structural loads distribution by inverse analysis"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. No.03-26. 635-636 (2003)

Masataka Tanaka：“通过反演分析检索空间和暂时高度变化的热和结构载荷分布”第 16 届日本机械工程师学会计算力学会议论文集第 635-636 号（2003 年）。

Masataka Tanaka: "An inverse problem of coupled thermoelasticity in reconstructing heat fluxes and thermal stresses"Proc.11th Annual Conference of the Association of Computational Mechanics in Engineering(ACME). (未定). (2003)

Masataka Tanaka：“重建热通量和热应力中的耦合热弹性逆问题”，工程计算力学协会 (ACME) 第 11 届年会 (TBD)。