كاربرد روش معكوس انتقال حرارت در شناسايي حفره درون مواد

كاربرد روش معكوس انتقال حرارت در شناسايي حفره درون مواد

در تحقيق حاضر مساله معكوس در شناسايي حفره درون يك جسم الاستيك دو بعدي با انجام انتقال حرارت مورد بررسي قرار گرفته شده است. بدين منظور از تلفيق روش هاي المان مرزي، الگوريتم ژنتيك و گراديان مزدوج استفاده شده است. اساس روش بر مبناي مينيمم سازي تابع هدفي است كه به صورت مجموع مربعات تفاضل دماهاي محاسبه شده و دماهاي اندازه گيري شده از آزمايش انتقال حرارت بر روي مرز خارجي جسم تعريف مي‌گردد. مينيمم سازي تابع هدف با استفاده از روش گراديان مزدوج صورت مي گيرد. با توجه به بد وضع بودن مساله معكوس و نياز به حدس اوليه مناسب در روش هاي بهينه سازي محلي، در اين مقاله مدلي ابتكاري بر پايه الگوريتم ژنتيك براي تعيين حدس اوليه مناسب ارايه مي شود. با تعيين حدس اوليه مناسب، ادامه كار به روش گراديان مزدوج واگذار شده، موقعيت و هندسه حفره بدرستي مشخص مي شود. از عمده موارد كاربرد اين تحقيق در صنايع ريخته گري است.

In present paper, the inverse problem of cavity identification, i.e. determining the location and geometric shape of a cavity inside a two dimensional elastic body using temperature measurements obtained by performing a simple heat conduction test is investigated. The Boundary Element Method (BEM) coupled with Genetic Algorithm (GA) and Conjugate Gradient Method (CGM) is used to solve this inverse problem. A fitness function which is the squared differences between measured temperatures and calculated ones at the same locations on the exterior boundary of a sample containing a cavity is minimized using CGM. Considering that inverse problems are generally ill-posed and local optimization methods require a good initial guess, a mete heuristic model based on GA for determining a good initial guess of the cavity is presented in this study. Then this initial guess is used by CGM to achieve accurate location and geometric shape of cavity. The major cases application of this research is in the casting industry.