帶鋼控制冷卻熱邊界條件反演.pdf

1、控制軋制和控制冷卻技術(shù)，是20世紀(jì)鋼鐵行業(yè)最偉大的成就之一。采用控制冷卻技術(shù)不僅可以提高產(chǎn)量，同時(shí)可以在不降低帶鋼韌性的情況下，提高帶鋼的強(qiáng)度，而熱邊界條件是控制冷卻過程中十分重要的參數(shù)指標(biāo)，它直接影響到帶鋼的溫度場(chǎng)分布?？刂茰囟炔痪_會(huì)引起帶鋼表面的殘余應(yīng)力，降低表面質(zhì)量，在卷取階段，控制溫度過高容易產(chǎn)生粘連，控制溫度過低會(huì)導(dǎo)致卷取機(jī)耗電量增大。因此，研究帶鋼控制冷卻熱邊界條件也就成為研究鋼鐵軋制課題中的一個(gè)重要分支。
　　帶鋼

2、控制冷卻的傳熱邊界條件難以直接測(cè)量，根據(jù)帶鋼局部可測(cè)量溫度信息，采用傳熱學(xué)反問題（Inverse Heat Transfer Problem, IHTP）研究方法確定帶鋼控制冷卻的的熱邊界條件，是一種比較有效的技術(shù)方案。
　　針對(duì)帶鋼控制冷卻傳熱邊界條件反演研究的現(xiàn)狀及存在的主要問題，本文采用動(dòng)態(tài)矩陣控制（Dynamic Matrix Control, DMC）算法研究了帶鋼傳熱邊界條件的反演問題，并在此基礎(chǔ)上重構(gòu)帶鋼的溫度分布。

3、本文主要工作包括：
　?、俜治龊徒⒘藥т摽刂评鋮s傳熱過程的數(shù)學(xué)模型，采用有限容積法對(duì)導(dǎo)熱微分方程進(jìn)行離散，對(duì)離散后的代數(shù)方程組采用交替方向隱式算法進(jìn)行求解。通過數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)分析了不同網(wǎng)格劃分對(duì)帶鋼溫度分布的影響。
　?、诮榻B了DMC方法的基本思想；結(jié)合第二章的控制冷卻傳熱過程（正問題），以帶鋼表面熱流為待反演參數(shù)，利用DMC建立了帶鋼控制冷卻傳熱邊界條件的反演方案?；谏鲜龇囱莘桨福瑹o需預(yù)先假定帶鋼表面熱流在未來時(shí)間段的具

4、體函數(shù)形式，增強(qiáng)了帶鋼表面熱流反演結(jié)果的可靠性。
　?、蹖?duì)帶鋼表面熱流的反演進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上重構(gòu)了溫度場(chǎng)的分布。討論了溫度測(cè)量誤差、未來時(shí)間步以及測(cè)點(diǎn)位置對(duì)反演精度及溫度分布的影響。
　　仿真試驗(yàn)結(jié)果表明：DMC反演方法可以實(shí)現(xiàn)帶鋼表面熱流的有效反演；采用較小的未來時(shí)間步即可獲得較為滿意的邊界條件反演結(jié)果，降低了反演結(jié)果對(duì)于未來時(shí)間步的依賴性；在一定的溫度測(cè)量誤差范圍內(nèi)，DMC均可以獲得較好的反演結(jié)果，表明所建立