辨识室内颗粒污染源位置的逆拉格朗日反问题模型

2011-03-06张腾飞李洪珠王树刚

土木与环境工程学报 2011年1期

关键词：模型

张腾飞,李洪珠,王树刚

（大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024）

悬浮颗粒是室内主要的空气污染物,对人体健康构成很大威胁[1]。当室内颗粒源发生释放时,准确获知颗粒污染源释放的位置与强度等信息将有助于选择适当的途径来控制及清除污染源。获知污染源信息的一个行之有效的办法是布置空气污染物传感器[2],然而当传感器探测到污染物浓度超限时污染源释放事件已经发生,必须根据所获得的颗粒浓度信息对颗粒源的位置以及强度等信息进行推断,这属于“由果及因”的反问题建模。

现有封闭空间内反问题研究[3-10]主要集中于某个具体空间（房间）内气态污染源的辨识,还尚未发现辨识颗粒污染源的相关研究。由于颗粒所受重力、空气阻力、浮升力等作用,室内颗粒污染物的传播规律与气态污染物有所不同,关于颗粒污染物监测与辨识的研究还有待开展。

基于描述颗粒运动状态的拉格朗日法,通过使气流和颗粒所受作用力反向来追踪粒子在被传感器探测到之前的空间运动轨迹,追本溯源,提出辨识颗粒污染源位置的逆拉格朗日（LR）反问题模型。为验证所建立的LR反问题模型的有效性,选择了一个二维空腔和一段三维飞机客舱为例进行分析。