基于导热反问题的二维圆管内壁面第三类边界条件的反演

来源：机械工程学报杂志2015年第16期北京时间：

作者：韩雯雯, 吴健, 刘长亮, 卢涛, 姜培学, 祝银海

单位：1.北京化工大学机电工程学院 北京 100029 中国核电工程有限公司 北京 100840 2.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室 北京 100084

摘要：对于诸如核电领域中有特殊安全要求或结构完备性要求较高的管道系统，不允许在管道开孔来安装温度传感器测量管道内壁面温度和流体温度，需要寻求一种间接无损的方法来预测或评估管道内壁面温度的分布及变化。在有限元法基础上建立温度场数学模型，基于共轭梯度法进行反问题分析，利用圆管外壁面可测的有限温度信息同时反演出第三类边界条件，即内壁面温度、近内壁流体温度以及表面传热系数，并能够获得整个壁面温度的全貌及其分布特征。计算结果及误差分析表明，此方法的精度较高，共轭梯度法能够准确地反演出该圆管内壁的第三类边界条件。该方法不仅可以为结构应力分析和热疲劳分析提供准确的瞬时热载荷，而且为实现一种无损测温方法提供坚实的理论基础。

关键词：导热反问题,多宗量,共轭梯度法,稳压器波动管,有限元法；

基金资助：国家自然科学基金(51276009)、新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0651)和国家核电重大专项(2011ZX06004-004-001)资助项目