[发明专利]一种热学数据确定方法、装置和设备

说明书

本申请涉及一种热学数据确定方法、装置和设备，该方法包括：确定吉洪诺夫正则化的泛函模型，获取泛函模型中变量的已知条件，根据泛函模型，执行两轮以上的正则化参数选取操作，获得最后一轮的正则化参数的优选解；根据最后一轮的正则化参数的优选解，确定最终选用的正则化参数；根据最终选用的正则化参数，确定待求解区域的热流密度分布的最终估计值。该方法能有利于在短时间内确定出合适的正则化参数，从而快速获得精确的求解区域的热流密度分布估计值。

技术领域

本申请涉及计算机处理热学数据的技术领域，特别是涉及一种热学数据确定方法、装置和设备。

背景技术

在生物医学领域、通信领域、能源领域、工业制造领域和农林渔牧业领域等诸多领域，经常需要对生物体或非生物体的目标区域进行热学数据（如热流密度或温度）的测量或估计，以供改进技术、保护目标区域使其维持在合理正常的状态下或了解目标区域内的热传导规律。

例如，在生物医学领域，在临床医学中，激光、微波等热疗过程中的短时间内瞬时热流密度大，需要实时获得人体组织相关目标区域的温度场变化等信息。

例如，在预防医学领域，考虑到人体肿瘤等病灶组织与周围正常组织之间存在温度差异，需要通过获取相关目标区域的热流密度数据以供后续确定病灶组织的位置或边界。

例如，在农业种植养殖领域，在发展集约化高密度养殖时，有效、方便的监测热流密度数据所反映的重要生理指标，可及时评估和调整养殖技术，实现更好的养殖效益。

例如，在仿生学领域，在设计生物仿生构件时，通过分析生物仿生构件关键部位中目标区域的热流密度变化，可利于实时迅速的评估散热或保温效果。

例如，在通信领域，对通信设备周围的目标区域进行温度估计，有利于优化通信设备的安装位置和架构，实现更好的散热效果。

例如，在工业制造领域，对被加热的零部件的目标区域的热流密度进行评估，有利于进一步优化加热策略。

例如，在能源领域，对管道流体的目标区域进行热流密度的监控，有利于保障安全度和提高设备使用寿命。

然而，在多数情况下，通常只能通过红外温度传感器或热电偶传感器等温度传感组件，获取到目标区域的一部分表面上有限的测量点的温度数据，对于目标区域无法被这些温度传感组件感测到的部位的温度或热流密度，需要使用计算机等辅佐手段来获得间接的估计值，其关键的一环，就是计算求解瞬态传热反问题(IHTP, Inverse heat transferproblems)。

解决瞬态传热反问题的数学不适定性和高性能计算策略面临诸多挑战，传统方法在面对三维、瞬态等复杂情况时，在计算效率和精度方面上不再适用。

正则化方法获得了相对更多的研究关注，经典吉洪诺夫（Tikhonov）正则化和迭代正则化等数学方法已经广泛应用于求解科学与工程等领域普遍存在的数学物理反问题。对于吉洪诺夫正则化方法，选择合适的正则化参数对获得稳定的、精确的解至关重要。

然而，实际应用过程中，通常难以在短时间内获得精确的最优正则化参数，这导致对待求解区域的热流密度分布的精准估算效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供可快速估算得到待求解区域的热流密度分布的热学数据确定方法、装置和设备。

本申请公开了一种热学数据确定方法，其包括：

确定吉洪诺夫正则化的泛函模型，泛函模型用于求解目标区域的热传导反问题，输出目标区域中待求解区域的热流密度分布估计值；

获取泛函模型中变量的已知条件，已知条件包括目标区域的边界条件、热学属性参数和温度分布测量值；

根据泛函模型，执行两轮以上的正则化参数选取操作，获得最后一轮的正则化参数的优选解；