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基于人工智能和有限元方法的传热学反问题

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神经网络算法是一种新兴的人工智能方法,具有强大的数据回归能力,在传热学反问题(IHTP)中能够通过模型训练准确建立温度场与求解条件的映射关系.围绕神经网络算法,分别对传热学正问题求解、反问题模型建立及具体应用开展研究.采用有限元方法求解正问题,通过有限的、相互关联的单元对复杂体进行近似,快速生成传热学反问题所需的数据集.将传热学反问题嵌入神经网络模型,通过正问题批量处理获得的训练数据进行学习.在二维情形下实现了热物性参数反演和边界条件反演,在三维情形下实现了温度场反演.训练后,神经网络损失函数均收敛至0.1以下,各参数的相对误差控制在0.01％～0.6％.该理念在基于实验测量数据开展的传热学反问题研究中具有通用性,理论上可推广至传热计算中涉及的任何不确定参数的预测.
Inverse Heat Transfer Problem Based on Artificial Intelligence and Finite Element Algorithm

鲁得浦、王成恩

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上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

传热学反问题(IHTP) 有限元方法 神经网络 人工智能 热物性参数 损失函数

2023

10.14103/j.issn.2095-8412.2023.04.004

工业技术创新
中国电子信息产业发展研究院和赛迪工业和信息化研究院（集团）有限公司

工业技术创新

ISSN：2095-8412
年,卷(期)：2023.10(2)
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