周渊键 陈 刚 徐春雨

（1.解放军陆军军官学院五系41队 合肥 230031）（2.解放军陆军军官学院机械工程教研室 合肥 230031）（3.解放军陆军军官学院五系42队 合肥 230031）

1 引言

导热反问题从上个世纪60年代起就受到了人们的重视。在军事科学、工业生产研究领域的许多场合都需要知道管内流动的内壁温度。对于管外壁温度，有许多种实验测量方法；而对管内壁温度的实验测量比较困难。利用导热反问题方法，可通过数值求解由管外壁温度得到管内壁温度。导热反问题（IHCP）是相对于导热正问题而言的。对于导热正问题，物体的热物性参数和边界条件为已知，可以由此得出物体的温度分布。而当物体的热物性参数或部分边界条件必须通过已知参数来确定时，就形成了导热反问题。

导热反问题在各个领域中有着广泛的应用背景，但其非适定性、非线性、计算量大等特点，使得求解比较困难。导热反问题作为一个优化问题，已有一些求解方法，如基于梯度的优化方法（高斯牛顿法、共扼梯度法、蚁群算法）等，但都存在一定的局限性。它们不能收敛到全局最优解，并且收敛情况与初始值有关［1］。

文中以对火炮发射时内膛热交换过程的分析，基于导热反问题的研究方法，根据Beck提出的序列函数法建立由结构内部一个或多个温度测点的测量值计算内膛壁温度与热流密度的数学模型，并用FORTRAN语言编写通用计算程序。

2 内壁热交换分析及数学模型的确定

在火炮射击过程中，由于身管内膛壁受到高温高压火药燃气及弹丸摩擦的瞬时热作用。……