基于反問題的壁面擾流元強化換熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、近幾年來對傳熱反問題的理論研究和應用研究逐漸引起了許多學者的興趣和關(guān)注，廣泛存在于科學研究和航天航空工程、化工工程、材料工程、動力工程、冶金工程、無損探傷等工程領域的每一個分支中。傳熱反問題（Inverse Heat Transfer Problems,IHTP）是眾多反演課題當中比較典型的一個，反問題是相對于正問題而言的，是根據(jù)研究對象內(nèi)部、表面溫度信息或者易測得的數(shù)據(jù)來反求研究對象的熱物性參數(shù)、邊界條件、熱流量、幾何形狀以及源項等等

2、未知參數(shù)。傳熱反問題的研究具有重要的理論研究價值和實際工程應用意義。幾何形狀對流換熱反問題，它是傳熱反問題中重要的一部分，通過一些可測的熱物理量來反演需要的幾何形狀。其方法是以二維矩形通道內(nèi)原有擾流元結(jié)構(gòu)為初始條件，在其他條件不變時，利用共軛梯度法結(jié)合靈敏度法和伴隨梯度法，通過Fluent數(shù)值模擬軟件、UDF編程技術(shù)以及動網(wǎng)格模型來優(yōu)化擾流元結(jié)構(gòu)，使換熱器有更佳的換熱效果，從而得到最優(yōu)的擾流元結(jié)構(gòu)。
　　本文首先分析了反問題在數(shù)學

3、上的不適定性，使得反問題求解比正問題的求解困難以及復雜的多；另外，目前國內(nèi)外對傳熱反問題的研究主要是導熱反問題，很少有關(guān)于對流換熱反問題的研究，其原因是對流換熱反問題考慮了流動變化對計算結(jié)果的影響，其不適定性更是難以控制；最后，筆者利用C語言編寫共軛梯度方程、靈敏度方程以及伴隨方程，然后通過UDF用戶接口與Fluent軟件連接，利用動網(wǎng)格技術(shù)進行擾流元結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到理想的擾流元強化換熱結(jié)構(gòu)。在形狀優(yōu)化過程中，當擾流元形狀改變時，邊界上的