Введение
1 Методы исследования нестационарного теплопереноса в многосоставных телах 13
1.1 Методы моделирования теплопереноса в многосоставных телах 13
1.1.1 Общие сведения 13
1.1.2 Модели в форме дифференциального уравнения теплопроводности. Аналитические методы решения ПЗТ 14
1.1.3 Электротепловая аналогия 15
1.1.4 Дискретные модели и численные методы решения ПЗТ 17
1.1.5 Дифференциально-разностные модели теплопереноса. Численно-алгоритмические методы решения ПЗТ 18
1.2 Обзор экстремальных методов решения обратных задач 19
1.3 Постановка целей и задач исследования 22
1.3.1 Обзор метода параметрической идентификации 22
1.3.2 Использование цифрового фильтра Калмана 24
Выводы к главе 1 26
2 Дифференциально-разностные модели процесса теплопереноса в многосоставных телах. решение прямых и обратных задач теплопроводности 27
2.1 Дифференциально-разностная модель 27
2.1.1 Описание тепловой системы в пространстве состояний 27
2.1.2 Тепловые и математические модели одномерных массивных тел: «однородная стенка», «многослойная стенка», «полуограниченное тело» 32
2.2 Численное решение прямой задачи теплопроводности для системы в пространстве состояний 43
2.2.1 Решение прямой задачи теплопроводности 43
2.2.2 Оценка погрешности решения прямой задачи теплопроводности 44
2.3 Анализ во временной области 48
2.4 Анализ в частотной области 49
2.5 Решение обратной задачи теплопроводности 50
2.5.1 Метод параметрической идентификации с использованием цифрового фильтра Калмана по искомым параметрам 50
2.5.2 Восстановление граничных условий 52
2.5.3 Алгоритм решения граничной ОЗТ 54
2.5.4 Восстановление теплофизических характеристик 55
2.5.5 Одновременное восстановление теплофизических характеристик и граничных условий 57
2.6 Математическое моделирование решения ОЗТ 58
2.6.1 Восстановление граничных условий 59
2.6.2 Восстановление теплофизических характеристик 64
2.6.3 Восстановление теплопроводности с одновременным уточнением граничных условий 70
2.7 Выводы к главе 2 72
3 Оценка методической погрешности решения прямой и обратной задачи теплопроводности 74
3.1 Постановка задачи исследований 74
3.2 Составляющие методической погрешности определения искомых параметров 74
3.2.1 Погрешности измерения граничных условий и погрешности, вызванные неоднородностью измерительной среды 75
3.2.2 Погрешность параметрической идентификации 76
3.3 Совместные доверительные области оценок искомых параметров 78
3.4 Совместные доверительные интервалы оценок искомых параметров 82
3.5 Оптимальное планирование экспериментов при решении коэффициентных, граничных и комбинированных ОЗТ 83
3.6 Оптимальное планирование параметрической идентификации ДРМ 84
3.7 Выводы к главе 3 87
4 Использование параметрической идентификации для исследования энергетической эффективности зданий и сооружений 89
4.1 Методы определения теплового сопротивления ограждающих конструкций 90
4.1.1 Методика измерения сопротивления теплопередаче с помощью тепломера в натурных условиях 91
4.1.2 Методика измерения сопротивления теплопередаче калориметрическим методом в натурных условиях 92
4.1.3 Стационарный метод расчета сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций 93
4.1.4 Нестационарные методы расчета сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций 96
4.2 Использование алгоритма параметрической идентификации ДРМ для определения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий 99
4.2.1 Модификация алгоритма параметрической идентификации для решения задач строительной теплофизики 99
4.2.2 Оценка влияния неопределенности начальных условий на результат решения ОЗТ 104
4.3 Определение теплофизических характеристик ОК в натурных опытах 106
4.4 Комплексная оценка энергоэффективности жилых зданий 109
4.4.1 Анализ показаний приборов учета по температурному перепаду теплоносителя 110
4.4.2 Анализ зависимости теплопотребления зданий от температуры наружного воздуха 113
4.4.3 Прогноз экономического эффекта от мер по повышению энергетической эффективности жилых зданий 115
4.5 Выводы к главе 4 117
Заключение 119
Список литературы
