Solución directa de problemas de transferencia de calor en estado estacionario inverso mediante un método mejorado de colocación de funciones de base radial acopladas
Autores: Yuan, Chunting; Zhang, Chao; Zhang, Yaoming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Solución directa de problemas de transferencia de calor en estado estacionario inverso mediante un método mejorado de colocación de funciones de base radial acopladas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Método propuesto
Spline cónica de orden t de valores reales
índice de acoplamiento
Optimización por enjambre de partículas
Marco CRBF
Conducción de calor en estado estacionario.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un enfoque mejorado de funciones de base radial acopladas (ICRBF) para resolver problemas inversos de conducción de calor en estado estacionario. El método propuesto combina funciones de base radial gaussianas infinitamente suaves con un spline cónico de orden real th, donde sirve como índice de acoplamiento. A diferencia del enfoque original de RBF acopladas, que se basaba en RBF multiquádricas emparejadas con un spline de quinto orden fijo o extensiones de orden entero posteriores, nuestra generalización de spline de orden real mejora la precisión y simplifica la sintonización de . Presentamos un enfoque de optimización de enjambre de partículas para optimizar el índice de acoplamiento . Este trabajo representa la primera aplicación del marco CRBF a problemas inversos de conducción de calor en estado estacionario. La metodología ICRBF aborda tres limitaciones clave de los marcos tradicionales de RBF: (1) resuelve el problema persistente de la selección de parámetros de forma en métodos globales de RBF; (2) produce inherentemente sistemas lineales bien planteados que pueden resolverse directamente, evitando la necesidad de la regularización típicamente requerida en problemas inversos; y (3) ofrece una precisión superior en comparación con enfoques existentes. Experimentos numéricos extensos en problemas de referencia demuestran que el método propuesto logra una alta precisión y una robusta estabilidad numérica al resolver problemas inversos de Cauchy de conducción de calor en estado estacionario, incluso bajo una contaminación significativa de ruido.
Descripción
Este trabajo presenta un enfoque mejorado de funciones de base radial acopladas (ICRBF) para resolver problemas inversos de conducción de calor en estado estacionario. El método propuesto combina funciones de base radial gaussianas infinitamente suaves con un spline cónico de orden real th, donde sirve como índice de acoplamiento. A diferencia del enfoque original de RBF acopladas, que se basaba en RBF multiquádricas emparejadas con un spline de quinto orden fijo o extensiones de orden entero posteriores, nuestra generalización de spline de orden real mejora la precisión y simplifica la sintonización de . Presentamos un enfoque de optimización de enjambre de partículas para optimizar el índice de acoplamiento . Este trabajo representa la primera aplicación del marco CRBF a problemas inversos de conducción de calor en estado estacionario. La metodología ICRBF aborda tres limitaciones clave de los marcos tradicionales de RBF: (1) resuelve el problema persistente de la selección de parámetros de forma en métodos globales de RBF; (2) produce inherentemente sistemas lineales bien planteados que pueden resolverse directamente, evitando la necesidad de la regularización típicamente requerida en problemas inversos; y (3) ofrece una precisión superior en comparación con enfoques existentes. Experimentos numéricos extensos en problemas de referencia demuestran que el método propuesto logra una alta precisión y una robusta estabilidad numérica al resolver problemas inversos de Cauchy de conducción de calor en estado estacionario, incluso bajo una contaminación significativa de ruido.