برآورد شار حرارتی با استفاده از روش دنباله‌ایی دیجیتال فیلتر تیخونو و هموارسازی دماهای اندازه‌گیری شده

در این نوشتار به ارائه روش دیجیتال فیلتر تیخونو برای برآورد برخط شار حرارتی در دیواره ای یک بعدی پرداخته شده است. برای بررسی روش پیشنهادی، دو مسئله معکوس طراحی شده است: در مسئله اول شرایط مرزی در دو طرف صفحه مجهول است و در مسئله دوم، دیواره از دولایه تشکیل شده است و شار حرارتی در دوطرف دیواره مجهول است. در هردو مسئله از دو سنسور دما برای اندازه گیری تاریخچه دمای داخل جسم استفاده شده است. در الگوریتم پیشنهادی، از یکی از سنسورها به عنوان شرط مرزی استفاده شده است. برای ارزیابی دقت و توانایی روش دیجیتال فیلتر تیخونو چندین آزمایش طراحی شده است.ضرایب فیلتر در روش پیشنهادی فقط یکبار محاسبه و در همه آزمایشات استفاده می شود. اثر شدت نویز موجود در دماهای اندازه گیری و اثرموقعیت ترموکوپل در داخل دیواره بر دقت تخمین شارحرارتی بررسی شده است و نتایج نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی با دقت خیلی خوبی شار حرارتی را برآورد نموده است و الگوریتم دیجیتال فیلتر تیخونو در مقایسه با روش دنباله ایی بک دارای دقت بیشتری است. همچنین هموارسازی داده های اندازه گیری شده در الگوریتم پیشنهادی باعث افزایش دقت و کارآیی روش شده است.

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

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 twolayers 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.