炉膛三维温度场重建中Tikhonov正则化和截断奇异值分解算法比较

作     者：谢正超 王飞 严建华 岑可法 

作者机构：浙江大学热能工程研究所能源清洁利用国家重点实验室杭州310027 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第24期

页      面：17-24页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51276165)资助的课题~~ 

主　　题：温度场重建 Tikhonov正则化算法 截断奇异值分解算法 随机性 

摘      要：在煤粉锅炉诊断中火焰辐射能图像扮演着越来越重要的角色,通过电荷耦合器件(CCD)获得的辐射能图像可以重建出炉内火焰三维温度场,CCD用于获取视场角内的辐射能图像.温度场重建的矩阵方程是一个严重病态的方程,本文使用两种算法(Tikhonov正则化算法和截断奇异值分解(TSVD)算法)来重建温度场.应用广义交叉检验算法来选取正确的正则化参数.数值模拟的环境为一个10 m×10 m×10 m的三维炉膛,系统被划分为10×10×10的1000个网格,每个网格单元都是边长为1 m的立方体.在正问题求解所得到的CCD接受信号基础上加上不同随机误差以模拟测量时的CCD接受信号.研究两种算法重建后的温度重建误差、两者的重建时间,以及最高温度的重建效果.初步的研究结果显示,一般情况下基于Tikhonov算法重建的温度场比基于TSVD算法重建的温度场误差要小,计算所需时间短,最高温度重建更准确.