本文選題：有限元法　切入點(diǎn)：GMM理論　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：彌散顆粒介質(zhì)與日常生活息息相關(guān),其輻射特性被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、國防等各個方面。本文針對彌散顆粒介質(zhì)的輻射特性參數(shù)反演進(jìn)行了研究,根據(jù)反問題的特點(diǎn),從彌散顆粒介質(zhì)的輻射正問題計(jì)算和反問題求解方法兩個方面入手,主要完成了以下工作:在正問題方面,首先對顆粒的散射特性進(jìn)行了研究。采用COMSOL有限元方法求解了非球形顆粒的散射特性,并采用GMM理論結(jié)合CCA模型建立了隨機(jī)團(tuán)聚顆粒散射求解模型。在研究范圍內(nèi)的計(jì)算結(jié)果顯示隨尺度參數(shù)的變化顆粒的形狀及團(tuán)聚狀態(tài)都對顆粒的散射特性有影響。在求解顆粒散射特性基礎(chǔ)上,在MATLAB平臺建立了在非參與性介質(zhì)中的彌散顆粒介質(zhì)的輻射傳輸模型,包括蒙特卡洛方法模擬的半球透射率、半球反射率模型以及基于BEER定律的準(zhǔn)直透射率模型,為反問題求解提供正向計(jì)算模型。在反問題求解方面,首先基于L-M梯度優(yōu)化方法,以透射光譜為測量量,根據(jù)顆粒散射求解理論結(jié)合K-K關(guān)系在MATLAB環(huán)境下反演了顆粒材料的復(fù)折射率。對K-K關(guān)系中非測量區(qū)間外推并且對柯西主值積分采取交錯離散格式避免奇點(diǎn)影響。分別采用COMSOL livelink with MATLAB模塊和GMM可執(zhí)行文件將顆粒散射求解方法與反演算法結(jié)合,反演了不同形狀及團(tuán)聚態(tài)飛灰顆粒復(fù)折射率。然后以半球透射、半球反射、準(zhǔn)直透射為測量量,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了彌散顆粒介質(zhì)輻射特性參數(shù)反演模型和團(tuán)聚顆粒復(fù)折射率反演模型,并分析了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和測量誤差對反演結(jié)果的影響。在散射不對稱因子接近于0時,測量誤差對散射不對稱因子反演準(zhǔn)確性有很大影響,對吸收系數(shù)和散射系數(shù)影響較小。
[Abstract]:Dispersion granular media is closely related to daily life, and its radiation characteristics are widely used in industrial production, national defense and other aspects. In this paper, the parameter inversion of radiation characteristics of dispersive granular media is studied, according to the characteristics of inverse problem. From the two aspects of the calculation of the radiation positive problem and the inverse problem solving method of the dispersive particle medium, the following work has been accomplished: in the positive problem aspect, Firstly, the scattering characteristics of particles are studied, and the scattering characteristics of non-spherical particles are solved by COMSOL finite element method. The scattering solution model of random agglomeration particles is established by using GMM theory and CCA model. The calculated results show that the shape and agglomeration state of particles with the change of scale parameters have an effect on the scattering characteristics of particles. On the basis of solving the scattering properties of particles, The radiation transfer model of dispersible granular media in non-participatory media is established on MATLAB platform, including the hemispherical transmittance model, the hemispherical reflectivity model and the collimation transmission model based on BEER's law, which are simulated by Monte Carlo method. In the inverse problem solving, firstly, based on L-M gradient optimization method, the transmission spectrum is taken as the measurement. Based on particle scattering theory and K-K relation, the complex refractive index of granular material is inversed in MATLAB environment. The non-measurement interval extrapolation of K-K relation and the staggered discrete scheme for Cauchy principal value integral are adopted to avoid singularities. Instead of using the COMSOL livelink with MATLAB module and the GMM executable file to combine the particle scattering solution method with the inversion algorithm, The complex refractive index of fly ash particles with different shapes and agglomerations is inversed. The measurements are hemispherical transmission, hemispherical reflection and collimation transmission. Based on BP neural network method, the inversion model of radiation characteristic parameters and the complex refractive index inversion model of agglomerated particles are established. The effects of network parameters and measurement errors on the inversion results are analyzed. When the scattering asymmetry factor is close to zero, the measurement error has a great influence on the inversion accuracy of the scattering asymmetry factor, but has little effect on the absorption coefficient and the scattering coefficient.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB30

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本文編號：1683658