فصل پنجم: نتایج
برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش تفاضل محدود و از یک شبکه ۳۵×۳۵ استفاده نمودهایم. در کار حاضر، به منظور بررسی صحت کد، ابتدا چند حالت مختلف در نظر گرفته شده است که با اندازه گیری دما، تنها در یک نقطه، شار حرارتی را تخمین میزنیم و حساسیت مسئله نسبت به داده های نویزدار و محل قرارگیری سنسور مورد بررسی قرار گرفته است. حدس اولیه برای شار حرارتی مجهول صفر در نظر گرفته شده است.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
در شکل ۵-۱ شبکه مورد استفاده در حل مسئله، نشان داده شده است.
شکل۵-۱ شبکه مورد استفاده در حل مسئله و موقعت سنسورها
به منظور بررسی دقت روش مورد استفاده، توابع خطی، پلهای و سـینوسی - کسینوسی به صورتهای زیر برای در نظر گرفته شده است:
(۵-۱) | |
(۵-۲) | |
(۵-۳) |
در شکلهای (۵-۲)، (۵-۳) و (۵-۴) توابع فوق با توابع محاسبه شده با بهره گرفتن از روش معکوس مقایسه شده اند سپس حل معکوس با داده های نویزدار ارائه شده است. درعمل، خطاهایی در اندازه گیری داده ها وجود دارد بنابراین از داده های نویزدار برای شبیهسازی خطاها استفاده شده است. تاثیر داده های نویز دار را در (۵-۵)، (۵-۶) و (۵-۷) در مقایسه با داده های بدون نویز (شکلهای ((۵-۲) تا (۵-۴)) میتوان مشاهده کرد. پایداری روش نسبت به نویز مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خطای RMS با بهره گرفتن از فرمول زیر محاسبه و ارائه شده است. (جدول ۵-۱)
(۵-۴) |
شکل ۵-۲. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع خطی میباشد
شکل ۵-۳. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع پله میباشد
شکل ۵-۴. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابعی ترکیبی از sin و cos میباشد
شکل۵-۵. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع خطی میباشد
شکل ۵-۶. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع پلهای میباشد
شکل۵-۷. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابعی ترکیبی از sin و cos میباشد
جدول۵-۱. خطایRMS برای توابع مختلف در نظر گرفته شده برای شار حرارتی
در شکلهای (۵-۸)، (۵-۹) و (۵-۱۰) توابع قبلی با توابع محاسبه شده با بهره گرفتن از روش معکوس برای حالتی که چندلایه داشته باشیم، مقایسه شده اند سپس حل معکوس با داده های نویزدار ارائه شده است. درعمل، خطاهایی در اندازه گیری داده ها وجود دارد بنابراین از داده های نویزدار برای شبیهسازی خطاها استفاده شده است. تاثیر داده های نویز دار را در (۵-۱۱)، (۵-۱۲) و (۵-۱۳) در مقایسه با داده های بدون نویز (شکلهای ((۵-۸) تا (۵-۱۰)) میتوان مشاهده کرد.
شکل ۵-۸. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع خطی میباشد
شکل ۵-۹. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع پله میباشد
شکل ۵-۱۰. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع سینوس و کسینوس میباشد
شکل ۵-۱۱. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع خطی میباشد
شکل ۵-۱۲. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع پله میباشد
شکل ۵-۱۳. مقایسه شار حرارتی محاسبه شده با بهره گرفتن از داده های نویزدار با شار حرارتی دقیق که به صورت تابع سینوس-کسینوس میباشد
حال با توجه اینکه می دانیم کد مورد نظر جواب قابل قبول و صحیحی می دهد، توزیع دمای بی بعد، که صرفا یک حدس میباشد، برای رسیدن به هدف مطلوب که کاهش دمای ۵ درجه در مدت زمان ۳۰ دقیقه را داشته باشیم را به صورت زیر در نظر میگیریم:
(۵-۴) |