letnia_szkola_metod_odwrotnych.jpg

 

Letnia szkoła metod odwrotnych

 

Komitet Termodynamiki i Spalania PAN, Sekcja Termodynamiki

Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej

Stowarzyszenie Wychowanków Politechniki Śląskiej

Kierownik: prof. Ryszard Białecki

 

Czym są metody odwrotne:

Aby zrozumieć istotę zadań odwrotnych, należy zdefiniować pojęcie metod prostych (bezpośrednich). Zadania bezpośrednie to najbardziej typowe zadania symulacji, polegające na rozwiązaniu równań, najczęściej różniczkowych, przy znajomości kompletu niezbędnych danych, zwanego warunkami jednoznaczności. Na ten komplet składają sięznajomość kształtu ciała, właściwości materiałowych, warunków brzegowych i początkowych oraz wydajności wewnętrznych źródeł ciepła. Rozwiązania zadań bezpośrednich są jednoznaczne i zależą w sposób ciągły od danych.

Jeśli którykolwiek z warunków jednoznaczności nie jest znany, lub znany jest tylko częściowo (np. warunek brzegowy znany jest tylko na części brzegu), zadanie nie ma jednoznacznego rozwiązania. Brakujący element może być wyznaczony właśnie przy użyciu metod odwrotnych, jeśli znane są dodatkowe informacje z pomiarów wynikowego pola. Przykładem takiej sytuacji jest poszukiwanie właściwości materiałowych w zadaniu przewodzenia ciepła, jeśli dysponujemy pomiarami pola temperatury. Postepowanie w takim przypadku polega na iteracyjnym rozwiązywaniu zadania prostego. W każdej iteracji zmienia się wartość nieznanego składnika warunków jednoznaczności (np. współczynnika przewodzenia ciepła), tak aby wyznaczona wartość pola temperatury była możliwie bliska zmierzonej temperaturze.

Choć idea zadań odwrotnych jest prosta, ich rozwiązanie wymaga pokonania trudności związanych z numeryczną niestabilnością procedury. Wyniki takich zadań są bowiem bardzo silnie zależne od nieuniknionych błędów w danych wejściowych.

 

Zastosowanie metod odwrotnych

Techniki odwrotne stosowane są w technice cieplnej głównie do wyznaczania właściwości materiałowych, warunków brzegowych i początkowych a także do lokalizacji wad materiałowych. Metody odwrotne są szeroko używane w medycynie (tomografia, EKG, EEG) geologii (poszukiwanie złóż minerałów, gazu ziemnego i ropy naftowej).

 

zdj_szkola_met_odw.jpg

Zakres szkoły

Podczas trwania szkoły, obok wykładów z podstaw metod odwrotnych, pokazane zostaną ich liczne i konkretne zastosowania w technice cieplnej. Uczestnicy szkoły będą mogli także praktycznie rozwiązywać nieskomplikowane zadania odwrotne wykorzystując darmowy pakiet OCTAVE (analog MatLaba). Pozwoli to na łatwe wdrożenie technik odwrotnych w badaniach prowadzonych przez uczestników. W programie szkoły przewiduje się także krótkie szkolenie dotyczące użytkowania kamer termowizyjnych, wykład z algorytmów genetycznych oraz praktyczne aspekty publikowania artykułów w czasopismach naukowych.

 

 

Miejsce, czas, finanse

Wykładowcami szkoły będą głównie pracownicy Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej, ale wśród szkolących znajdą się także przedstawiciele innych ośrodków naukowych. Zajęcia, prowadzone po polsku, będą odbywać się w Gliwicach w dniach 20-22 września. Wszyscy wykładowcy zrezygnowali z jakiejkolwiek formy wynagrodzenia. Dzięki temu, koszt udziału w szkole będzie obejmować wyłącznie koszt noclegów i wyżywienia i wyniesie ok 300zł. Opłata obejmuje trzy noclegi w domu gościnnym Politechniki Śląskiej w pokojach jedno i dwuosobowych, śniadania i obiady oraz materiały pomocnicze do szkoleń w formie elektronicznej. Dokładna kwota będzie znana do końca maja, kiedy rozstrzygnie się, czy zostanie przyznane dofinansowanie do Szkoły.

 

HARMONOGRAM LETNIEJ SZKOŁY METOD ODWROTNYCH 2016

 

Proszę o deklarowanie uczestnictwa w Szkole przez wypełnienie FORMULARZA

 

Termin: 31 maja 2016

 

Do osób deklarujących udział w Szkole 10 czerwca zostanie wysłane zaproszenie do przekazania opłaty konferencyjnej na konto:

 

Stowarzyszenie Wychowanków Politechniki Śląskiej

44-100 Gliwice, ul. Pszczyńska 85/14

Bank PeKaO S.A, 81 1240 1343 1111 0000 2337 6362

 

 

Ramowy program Szkoły

 

1. Wprowadzenie do metod odwrotnych prof. Ryszard Białecki

    1. Do czego służą metody odwrotne, jakie wielkości można wyznaczać tymi metodami
    2. Problem niejednoznaczności i złego uwarunkowania, wrażliwość wyników na dane wejściowe
    3. Sposoby rozwiązywania zadań odwrotnych
    4. Regularyzacja

2. Zastosowania

    1. Monitorowanie naprężeń cieplnych w elementach ciśnieniowych kotłów energetycznych, prof. Jan Taler
    2. Wyznaczanie rozkładu współczynnika wnikania ciepła przy uderzeniu strugi,
      dr inż. Arkadiusz Ryfa
    3. Wyznaczanie dyfuzyjności cieplnej metodą błysku, dr inż. Wojciech Adamczyk
    4. Wyznaczanie prędkości wód podziemnych na podstawie pomiarów temperatury prof. Ireneusz Szczygieł
    5. Zastosowanie modeli o zredukowanej liczbie stopni swobody do rozwiązywania zadań odwrotnych, dr inż. Ziemowit Ostrowski
    6. Metody probabilistyczne łańcuchów Markowa, dr inż. Marek Rojczyk/dr inż. Zbigniew Buliński
    7. Algorytmy genetyczne w zadaniach odwrotnych dr inż. Zbigniew Buliński

3. Wprowadzenie do użytkowania łatwo dostępnych narzędzi stosowanych w metodach odwrotnych

    1. System Octave , pakiet do obliczeń naukowych, darmowy odpowiednik pakietu MatLAB: dr inżynier Ziemowit Ostrowski/dr inż. Marek Rojczyk
    2. Termowizja dr inż. Tadeusz Kruczek

4. Praktyczne wskazówki dotyczące publikowania artykułów w czasopismach z listy filadelfijskiej prof. Ryszard Białecki

 

HARMONOGRAM LETNIEJ SZKOŁY METOD ODWROTNYCH 2016