海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430033
基于表面测温的缺陷或缺陷边界的定量识别算法是目前红外无损检测从定性向定量发展的关键理论基础。针对目前方法识别不规则缺陷边界精度相对较低的问题，通过关联ANSYS软件和MATLAB软件，利用有限元方法和共轭梯度法对二维管道内壁边界形状的稳态识别进行了研究。针对不同内壁边界形状以及试件形状的识别问题，系统地讨论了边界形状初始假设、检测表面温度测量误差及测温点数目、所识别边界的离散点数目以及试件的导热系数等一系列因素对识别结果的影响。数值实验证明了该方法的有效性及精确性。该方法可以在较短的计算时间内得到非常精确的稳态识别结果，大大提高了管道内壁边界形状识别的效率。
导热反问题 红外无损检测 边界识别 共轭梯度法 inverse heat conduction problem thermographic non-destructive inspection boundary identification conjugate gradient method APDL APDL
海军工程大学动力工程学院，湖北 武汉 430033
基于表面测温的内热源识别问题在红外无损检测、微生物发酵、弹药和食物存储等领域都有重要的应用。利用遗传算法对导热反问题中热源项的反演问题进行了识别研究,系统地分析了多种因素对热源参数识别结果的影响。通过具体算例的求解，证明了该方法可以很好地解决内部点热源参数识别的问题。同时识别多个点热源的强度和位置时，结果都比较准确；在测温信息减少到依靠一边测温时，仅有远处的点热源的位置识别结果出现偏差；在测温误差的标准差不超过1.0 ℃时，热源强度和位置的识别结果都是准确的。
点热源 传热反问题 遗传算法 红外测温 point heat source inverse heat conduction problem genetic algorithm thermographic temperature measurement
基于储罐表面温度反演液位是一种全新的液位识别方法，其识别精度高，应用范围广。建立了储罐的物理模型，利用有限体积法求得筒体的表面温度场，并反演了筒体内的液位和温度。为了验证识别精度，设计了压力容器对比实验。实验表明，在实际允许的测量误差内(σ=2 °C)，模拟识别误差小于1%，实验识别的液位误差在2%左右，利用反演算法能识别筒体内的液体温度，精度也比较高。实验结果验证了该识别方法的有效性，为红外液位检测和温度识别提供了理论和实验依据。
传热反问题 液位识别 红外热像仪 压力容器 实验 inverse heat transfer problem liquid-level detection infrared thermography pressure vessel experiment
海军工程大学动力工程学院， 湖北 武汉 430033
试件或设备内部缺陷的定量识别已成为红外无损检测与传热反问题领域的一个重要研究方向。针对基于表面红外测温的试件内部多缺陷的识别问题，提出了基于参数转化思想和遗传算法的一种新的定量识别方法，初步研究显示了对试件内部多缺陷识别的良好的适用性。针对该方法，以二维试件内部多缺陷试件为例，从缺陷的位置、形状、数目、网格密度、测温误差等各个方面系统地分析该方法的性能。一系列数值试验验证了该方法的有效性，证明了在各种因素影响下该算法均具有非常优越的性能。
红外无损检测 多缺陷识别 遗传算法 参数转化 传热反问题 infrared nondestructive inspection multi-defect identification genetic algorithm parameter transformation inverse heat conduction problem
海军工程大学动力工程学院, 湖北 武汉 430033
热激励方式的合理选择是保证主动缺陷检测以及定量识别效果的前提。建立了一个用于分析不同热激励方式下缺陷试件红外检测表面温度分布规律的二维导热模型。针对几种常见热激励方式, 通过改变加热面积、加热位置及热流密度来改变热激励的施加方式, 系统地分析了带有缺陷的试件在施加不同热激励时红外检测表面的温度分布规律, 发现在多个相邻边界面施加热激励时可获得较好的缺陷识别加热效果。
热激励 缺陷红外诊断 红外测温 thermal excitation thermographic defect diagnosis infrared temperature measurement
海军工程大学 船舶与动力学院热工教研室，湖北 武汉430033
建立了多分散细水雾0.8～20μm辐射特性参数数据库和谱带灰体模型，并提出了采用数据库调用获取辐射特性参数、采用谱带灰体模型处理细水雾非灰特性相结合的方法.通过将该方法计算的无量纲辐射热流与采用Mie理论和窄谱带模型计算的结果作对比，证明该方法准确可靠.通过精度分析和效率分析，证明所提方法既可保证精度在可接受的水平，又能使计算时间大幅缩减.
多分散细水雾 热遮蔽 辐射特性参数 谱带灰体模型 数据库 fine water sprays radiative heat shielding radiative properties spectral bands-grey assumption model database
海军工程大学动力工程学院， 湖北 武汉 430033
舰船热力管道的保温层受潮后会影响管道的保温效果，并会腐蚀管道。建立了保温层受潮模型，采用有限体积法计算了蒸汽管道保温层受潮后的温度场分布以及外表面的温度、传热损失随保温层受潮厚度变化的趋势。结果表明，选定保温材料后，当受潮厚度达到20 mm时温度就会超标。对于相同厚度的受潮区域，离外表面越近，外表面的温度就越高。结果揭示了做好保温层外表面防护的重要性，并为红外热成像诊断提供了依据。
保温层 热力管道 有限体积法 红外热诊断 heat insulation layer heat pipe finite volume method infrared thermal diagnosis
基于表面测温技术的传热反问题研究是红外无损检测技术从定性到定量发展的理论基础，同时也是其中一个重点和难点问题。 为了研究三维试件固定深度上内热源的几何分布问题，通过将三维试件简化为一维模型，建立了一维问题中检测表面温度和内部固定深度的内热源 的解析解关系。然后利用改进的一维修正算法对内热源不断进行修正，在给定的收敛条件下得到三维试件 固定深度上的内热源的分布，使得计算温度的分布和检测温度的分布吻合得最好。数值实验结果表明，该方法具有有效性和简便性。
导热反问题 固定深度内热源 几何分布识别 改进的一维修正算法 inverse heat conduction problem fixed depth internal heat source geometry identification modified one-dimensional correction method
海军工程大学动力工程系, 湖北 武汉 430033
推导出了基于高斯分布的毫米波的功率分布函数, 并分别根据传统的pennes方程和新提出的HBHE方程以及毫米波在动物皮肤内的传播特性, 建立了33.5 GHz毫米波不同辐照强度下的大鼠皮肤的非稳态多层传热模型, 在二维柱坐标下进行离散计算, 得到了长时间辐照条件的温度变化规律, 并将理论结果与实验数据进行了比较, 发现HBHE的结果与实测结果更为吻合, 特别是在高功率条件辐照下, 与实测结果基本一致, 验证该理论模型的优越性。
毫米波 温度场 HBHE HBHE Millimeter waves Temperature profile 光谱学与光谱分析
2012, 32(7): 1909
1 海军工程大学 动力工程系，湖北 武汉 430033
2 中国科学院武汉文献情报中心,湖北 武汉 430071
根据Pennes方程和毫米波在动物皮肤内的传播特性，建立了在33.5 GHz毫米波同辐照强度下的大鼠皮肤的非稳态多层传热模型. 在二维柱坐标下进行离散计算，得到了长时间辐照条件下不同皮肤深度的温度变化规律，并将理论结果与实验数据进行了比较. 在284 mW/cm2和853 mW/cm2辐照强度下，理论结果和实验结果基本一致; 在474 mW/cm2和664 mW/cm2辐照强度下，有一定的误差，但误差仍不超过1 ℃，验证了该理论模型的准确性.分析了实际趋肤深度内的温度分布，发现毫米波引起的生物热效应的最高温度点并非在皮肤表面，而是皮下某点，其与表面辐照中心点的温差可超过1 ℃.进一步分析了血液灌注率对温度场的影响，发现在讨论的温度范围内，血液灌注率的变化对毫米波辐照下的皮肤表面温度场的影响较小.
主动拒止** 毫米波 温度场 ADS millimeter waves temperature field
