【摘要】：連續(xù)鑄造過(guò)程包括鋼包傳運(yùn)裝置、中間包、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動(dòng)裝置、引錠桿、二次冷卻裝置、拉坯矯直裝置、切割裝置等,與傳統(tǒng)模鑄方法相比,具有工藝流程短、大幅提高金屬收得率更高和鑄坯質(zhì)量更好、節(jié)能降耗、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化等顯著優(yōu)勢(shì)。隨著生產(chǎn)生活中對(duì)鋼材品質(zhì)要求越來(lái)越高,連鑄二冷工藝是提高鋼材品質(zhì)的一個(gè)高效節(jié)約的切入點(diǎn)。鋼坯的表面換熱系數(shù)、溫度場(chǎng)分布是優(yōu)化二冷過(guò)程中噴嘴工作參數(shù)、鋼坯拉速等的重要參數(shù)依據(jù)。由于鑄坯表面高溫、劇烈震動(dòng)、溫度梯度大,直接確定其溫度或表面熱流密度(換熱系數(shù))是困難的,反問(wèn)題求解方法為該問(wèn)題帶來(lái)新的求解思路。以鋼坯內(nèi)數(shù)個(gè)可測(cè)量的測(cè)溫點(diǎn)溫度作為輸入條件,通過(guò)求解反問(wèn)題可得出所需的表面換熱系數(shù)和溫度場(chǎng)分布。本論文的主要工作及結(jié)論包括以下幾個(gè)方面:介紹了導(dǎo)熱反問(wèn)題的工業(yè)背景和研究現(xiàn)狀,經(jīng)過(guò)分析計(jì)算和合理簡(jiǎn)化,描述了效連鑄氣霧射流動(dòng)態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,將其定性為周期性躍階突變邊界條件導(dǎo)熱反問(wèn)題,分析了Tikhonov正則化方法法應(yīng)用于本文問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用Tikhonov正則化方法,處理了與實(shí)驗(yàn)問(wèn)題類似的數(shù)值算例,驗(yàn)證了反演網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性,討論了測(cè)量點(diǎn)位置、時(shí)間步長(zhǎng)、鎮(zhèn)定函數(shù)形式和隨機(jī)誤差大小對(duì)計(jì)算精度的影響。結(jié)果表明,可測(cè)量點(diǎn)位置距離待反演參數(shù)所在表面距離越近,計(jì)算結(jié)果越精確,受測(cè)量誤差影響越大;時(shí)間步長(zhǎng)越長(zhǎng),計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定性越好,追蹤待反演參數(shù)的能力越差;使用Tikhonov正則化方法求解導(dǎo)熱反問(wèn)題時(shí),穩(wěn)定泛函數(shù)形式應(yīng)選取為對(duì)正則化系數(shù)敏感的形式。對(duì)于Tikhonov正則化方法考慮計(jì)算結(jié)果的精確性與穩(wěn)定性,提出‘斜率法’以選取正則化系數(shù)。利用數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出的熱物理模型,討論了測(cè)量誤差不可避免時(shí)正則化系數(shù)對(duì)計(jì)算精度的影響。將本方法應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,計(jì)算結(jié)果與預(yù)期相符合。結(jié)果表明,該方法很好的平衡了解的精確性與穩(wěn)定性,可以有效解決導(dǎo)熱反問(wèn)題的不適定性問(wèn)題。結(jié)合Tkihonov正則化后處理結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將連鑄二冷過(guò)程基于空間劃分為氣霧射流區(qū)、平行流區(qū)和空氣冷卻-輻射換熱區(qū);基于時(shí)間劃分為膜態(tài)沸騰、過(guò)渡沸騰和核態(tài)沸騰時(shí)段。對(duì)連鑄二冷鑄坯溫降過(guò)程有了更加直觀的認(rèn)識(shí),給連鑄過(guò)程中的冷卻特性提供了理論支持。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF777
【圖文】：

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-9-2連鑄二冷過(guò)程的導(dǎo)熱正問(wèn)題2.1高效連鑄氣霧射流動(dòng)態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2.1為課題組現(xiàn)有的高效連鑄氣霧射流動(dòng)態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：圖2.1高效連鑄氣霧射流動(dòng)態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)該試驗(yàn)臺(tái)用可轉(zhuǎn)動(dòng)的空心圓柱體鑄坯模擬自結(jié)晶器拉出的鋼胚在支撐輥的帶動(dòng)下依次經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)噴嘴的二次冷卻過(guò)程。鑄坯內(nèi)部有一組三根共三組硅碳棒可對(duì)其加熱至1200℃以使鑄坯達(dá)到二冷初始溫度。鑄坯某點(diǎn)依次經(jīng)歷氣氣霧射流冷卻、冷卻水漫流冷卻、空氣冷卻-輻射換熱三個(gè)過(guò)程，較為真實(shí)地模擬連鑄生產(chǎn)過(guò)程中二冷區(qū)熱鑄坯表面運(yùn)動(dòng)的周期性熱邊界。鑄坯正上方為一支被固定的氣霧噴嘴，氣體由空壓機(jī)提供，經(jīng)儲(chǔ)氣罐穩(wěn)壓接入噴嘴。冷卻水由水泵從水池抽出，經(jīng)噴嘴內(nèi)混合腔與氣體混合后噴出，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用寬厚板連鑄廣泛使用的扁平氣霧噴嘴(NCJ第五代扁平型噴嘴)。2.2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的物理模型數(shù)值模擬過(guò)程只關(guān)注實(shí)驗(yàn)臺(tái)鑄坯部分，即如圖2.2所示。

正算過(guò)程邊界條件有如下結(jié)果

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-18-(c)圖2.7各測(cè)點(diǎn)處溫度隨時(shí)間變化圖(a)三維圖(b)平面圖(c)表面溫度圖設(shè)置距離觀測(cè)界面外邊界2mm處的沿圓周方向均勻分布的24個(gè)測(cè)點(diǎn)位置作為后續(xù)反演過(guò)程的輸入條件。有正問(wèn)題得出的各個(gè)測(cè)點(diǎn)位置處的溫度隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖2.7�？芍錅囟确植茧S時(shí)間推移呈周期規(guī)律下降，其周期性與邊界條件的周期性吻合。2.4網(wǎng)格劃分及無(wú)關(guān)性驗(yàn)證表征網(wǎng)格幾何品質(zhì)的因數(shù)有光順行、正交性、節(jié)點(diǎn)分布特性。正交性指網(wǎng)格兩相鄰邊界所成角度是否接近90°，光順行指網(wǎng)格的幾何參數(shù)在全場(chǎng)內(nèi)的變化速率，節(jié)點(diǎn)分布特性指節(jié)點(diǎn)在求解區(qū)域內(nèi)的分布、疏密變化應(yīng)當(dāng)與被求解變量的梯度變化相適應(yīng)。極坐標(biāo)下劃分四邊形網(wǎng)格正交性天然最優(yōu)�？紤]光順行和節(jié)點(diǎn)分布特性，在鑄坯半徑方向采用均勻分布法[53]劃分非等距網(wǎng)格。均勻分布法與彈簧比擬法、變分法一樣，同屬建立自適應(yīng)網(wǎng)格的r型方法，具有計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)和不能保證正交性的缺點(diǎn)。它是指任意兩網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間的距離同某個(gè)選定的權(quán)函數(shù)W()之積在該方向上保持為常數(shù)，即：()iiWxconst(2.16)導(dǎo)熱問(wèn)題計(jì)算過(guò)程中，選取半徑方向的溫度梯度為權(quán)函數(shù)max00()/rWrTT(2.17)圖2.8為15層等距網(wǎng)格與15、30層均勻分布法網(wǎng)格的一維對(duì)比圖

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 汪日升,李明忠;一種TIKHONOV正則化方法的收斂性和淺海海洋聲波散射的遠(yuǎn)場(chǎng)性質(zhì)[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年01期

2 齊忠濤,錢兆華;不適定問(wèn)題和Tikhonov正則化方法[J];裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào);1996年02期

3 陳春苗;高婧;;基于Tikhonov正則化方法的移動(dòng)荷載識(shí)別實(shí)驗(yàn)研究[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2015年03期

4 T.Poggio;V.Torre;C.Koch;姚國(guó)正;;計(jì)算視覺和正則化理論[J];世界科學(xué);1988年02期

5 程晉;不適定問(wèn)題的TИХОНОВ正則化方法的改進(jìn)[J];數(shù)學(xué)雜志;1989年01期

6 姚國(guó)正,汪云九;計(jì)算視覺及其正則化方法[J];信息與控制;1989年01期

7 張育紅;;第一類Fredholm積分方程的正則化解法[J];河北師范大學(xué)學(xué)報(bào);1989年04期

8 阮周生;徐定華;王澤文;;一類逆時(shí)反問(wèn)題的改進(jìn)正則化方法的收斂性[J];高等學(xué)校計(jì)算數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

9 徐天河,楊元喜;抗差Tikhonov正則化方法及其應(yīng)用[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2003年06期

10 高偉;于開平;蓋曉男;;L_∞范數(shù)擬合正則化方法在飛行器動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別中的應(yīng)用[J];振動(dòng)與沖擊;2017年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 彭凡;王j;肖健;韋冰峰;;基于Tikhonov正則化方法實(shí)施動(dòng)態(tài)載荷頻域反求的一種新途徑[A];第十五屆全國(guó)非線性振動(dòng)暨第十二屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2015年

2 玄文博;羅震;李洋;凡乃峰;;基于迭代Tikhonov正則化方法的電阻點(diǎn)焊熔核反演成像研究[A];第十五次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 楊元喜;徐天河;;綜合驗(yàn)前模型信息和驗(yàn)后觀測(cè)信息的自適應(yīng)正則化方法[A];《大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)進(jìn)展》論文集[C];2004年

4 魏素花;王雙虎;許海波;;軸對(duì)稱物體X射線層析成像的正則化方法[A];全國(guó)射線數(shù)字成像與CT新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

5 秦念慶;王雷;劉莎;;基于迭代Tikhonov正則化方法的WSN多邊定位算法研究[A];第三屆全國(guó)虛擬儀器大會(huì)論文集[C];2008年

6 秦念慶;王雷;劉莎;;基于迭代Tikhonov正則化方法的WSN多邊定位算法研究[A];第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（二）[C];2008年

7 胡志剛;;一種新的Tikhonov正則化參數(shù)優(yōu)化選取方法及其在測(cè)量中的應(yīng)用[A];中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)九屆四次理事會(huì)暨2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

8 崔巖;王彥飛;;基于初至波走時(shí)層析成像的Tikhonov正則化與梯度優(yōu)化算法[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2015年度（第15屆）學(xué)術(shù)論文匯編——油氣資源研究室[C];2016年

9 胡志剛;;一種新的Tikhonov正則化參數(shù)優(yōu)化選取方法及其在測(cè)量中的應(yīng)用[A];第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（一）[C];2008年

10 劉亞楠;郭建中;;基于正則化方法的超聲斷層成像重建[A];2012'中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集(Ⅱ)[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張浩;解非線性規(guī)劃問(wèn)題的正則化牛頓類方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 許娜;均衡約束數(shù)學(xué)規(guī)劃的正則化方法與數(shù)值實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2018年

3 王彥博;計(jì)算生物醫(yī)學(xué)中的若干反問(wèn)題[D];上海交通大學(xué);2017年

4 劉煥香;核正則化回歸學(xué)習(xí)和向量排序的收斂性分析及應(yīng)用[D];浙江工商大學(xué);2018年

5 席如冰;變分正則化模型與算法及其在多通道圖像重構(gòu)中的應(yīng)用[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

6 程煒;對(duì)稱區(qū)域上幾類熱傳導(dǎo)反問(wèn)題的正則化方法[D];蘭州大學(xué);2007年

7 熊向團(tuán);拋物型偏微分方程中幾類反問(wèn)題的正則化理論及算法[D];蘭州大學(xué);2007年

8 錢志;數(shù)學(xué)物理反問(wèn)題的正則化[D];蘭州大學(xué);2008年

9 邱春雨;幾類反問(wèn)題的正則化方法研究[D];蘭州大學(xué);2011年

10 盧藝烽;基于分?jǐn)?shù)冪擾動(dòng)的不適定問(wèn)題的正則化方法[D];華中科技大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃博聞;基于Tikhonov正則化方法的連鑄二冷過(guò)程導(dǎo)熱反問(wèn)題計(jì)算方法研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2019年

2 魏巍;基于粒子群算法的Tikhonov正則化方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 焦艷東;帶約束的Tikhonov正則化方法的應(yīng)用[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

4 周鳳;基于不同正則化的結(jié)構(gòu)動(dòng)載荷識(shí)別技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2019年

5 康可可;兩種X射線CT正則化重建方法[D];河南大學(xué);2019年

6 孟茹月;基于自適應(yīng)緊框架的軸對(duì)稱物體正則化重建方法[D];河南大學(xué);2019年

7 程雷;基于圖正則化的低秩矩陣算法研究及其應(yīng)用[D];南京郵電大學(xué);2019年

8 楊趙琪t

本文編號(hào)：2785692