Vývoj inverzní sub-doménové metody pro výpočet okrajových podmínek vedení tepla

Abstract

V technické praxi je velmi důležité vyvíjet výpočetně efektivní a zároveň přesné a stabilní numerické metody pro řešení úloh přenosu tepla a hmoty. Tato práce se zaměřuje na inverzní úlohu vedení tepla, která je potřebná k výpočtům okrajových podmínek (teploty, tepelného toku nebo součinitele přenosu tepla). V dnešní době jsou k výpočtu inverzní úlohy používané sekvenční metoda a metoda pro výpočet celé domény. V této diplomové práci je vyvinut nový přístup k inverzní úloze, tzv. sub-doménová metoda, ve které dochází k vyzdvižení výhod a naopak potlačení nevýhod obou známých metod. Součástí práce je i testování všech zmíněných přístupů k inverzní úloze na vygenerovaných datech a datech z reálných experimentů. Dále je tato nová metoda porovnávána s oběma známými metodami, a to jak vzhledem k přesnosti výsledků, tak i vzhledem k výpočtové náročnosti.It is very important to develop efficient but still accurate and stable numerical methods for solving heat and mass transfer processes in many industrial applications. The thesis deals with an inverse heat conduction problem which is used to compute boundary conditions (temperatures, heat flux or heat transfer coefficient). Nowadays, two approaches are often used for inverse task - sequential estimation and whole domain estimation. The main goal of this work is to develop a new approach, the so-called sub-domain method, which emphasizes advantages just as reduce disadvantages of both methods mentioned above. This approach is then tested on generated prototypic data and on data from real experiments. All methods are compared with respect to accuracy of results as well as to computational efficiency.