برآورد شار حرارتي با استفاده از روش دنباله ايي ديجيتال فيلتر تيخونو و هموارسازي دماهاي اندازه گيري شده

Online Estimation of Heat Flux using Tikhonov Digital Filter Method and Mollified Measured Temperatures

در اين نوشتار به ارائه روش ديجيتال فيلتر تيخونو براي برآورد برخط شار حرارتي در ديواره اي يك بعدي پرداخته شده است. براي بررسي روش پيشنهادي، دو مسئله معكوس طراحي شده است: در مسئله اول شرايط مرزي در دو طرف صفحه مجهول است و در مسئله دوم، ديواره از دولايه تشكيل شده است و شار حرارتي در دوطرف ديواره مجهول است. در هردو مسئله از دو سنسور دما براي اندازه گيري تاريخچه دماي داخل جسم استفاده شده است. در الگوريتم پيشنهادي، از يكي از سنسورها به عنوان شرط مرزي استفاده شده است. براي ارزيابي دقت و توانايي روش ديجيتال فيلتر تيخونو چندين آزمايش طراحي شده است.ضرايب فيلتر در روش پيشنهادي فقط يكبار محاسبه و در همه آزمايشات استفاده مي شود. اثر شدت نويز موجود در دماهاي اندازه گيري و اثرموقعيت ترموكوپل در داخل ديواره بر دقت تخمين شارحرارتي بررسي شده است و نتايج نشان مي دهد كه الگوريتم پيشنهادي با دقت خيلي خوبي شار حرارتي را برآورد نموده است و الگوريتم ديجيتال فيلتر تيخونو در مقايسه با روش دنباله ايي بك داراي دقت بيشتري است. همچنين هموارسازي داده هاي اندازه گيري شده در الگوريتم پيشنهادي باعث افزايش دقت و كارآيي روش شده است.

In this paper presents a digital filter method for online estimation of heat flux on a one - dimensional plate. Two inverse problems are designed to investigate this method. In the first problem, the unknown heat flux and the boundary condition on the other side of the plate are not known and in the second problem, the heat flux on the sides of a two-layers plate is unknown. in both cases, two sensors have been used to measure the temperature history of the plate. In the proposed algorithm, one of the two sensors is used as a boundary condition. To evaluate the accuracy and capability of digital filter, several experiments were designed. The filter coefficients are calculated only once in the proposed method and used in all experiments. The results show that this algorithm is very successful in estimating different forms of heat flux with different noise intensity at measured temperatures and different thermocouple positions in the plate and the Tikhonov digital filter method has more precision compared to Beck’s method. Also, using the mollified data in the proposed algorithm increases the accuracy and efficiency of the proposed algorithm.