Algoritmos de optimización en la estimación de propiedades termodinámicas en tiempo real durante el tratamiento térmico de materiales con microondas
No Thumbnail Available
Date
Authors
Advisors
Evaluators
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
Este trabajo considera la predicción en tiempo real de parámetros térmicos de una muestra sometida a radiación. Se estimaron la conductividad térmica y la capacidad calorífica. Se modeló el flujo volumétrico interno de calor uniforme y constante en el tiempo. Para resolver el problema inverso se usaron algoritmos de optimización global tales como el método de la espiral, el método de búsqueda en vórtice, el método de pesos ponderados, el método de enjambre de partículas unificado, el método optimización del campo electromagnético y el método de búsqueda armónica de ancho auto-regulado. Los resultados muestran que todos los algoritmos empleados estiman correctamente estos dos parámetros siempre y cuando, el SNR de las muestras (simuladas en este trabajo) esté por encima de 30 [dB]. Por ende, para propósitos prácticos, si se dispone de un buen diseño experimental y una buena instrumentación, se pueden estimar con alta precisión estos parámetros en tiempo real.
This work considers the real-time prediction of thermal parameters for a cylindrical sample heated in a uniform electromagnetic field. The thermal conductivity ( ) and the heat capacity ( ) were estimated for the present case. The inner volumetric electromagnetic flux radiation process was modeled as uniform and constant in time. The spiral optimization algorithm (SOA), the vortex search (VS), the weighted attraction method (WAM), the unified particle swarm optimization (UPSO), the electromagnetic field optimization (EFO) and the self-regulated fret-width harmony search algorithm (SFHS) were used to solve the ill-posed inverse problem. Results showed that all employed algorithms correctly estimated these two parameter only if the signal-to-noise-ratio of the measured samples (simulated in this work) were above of 30 [dB]. Therefore, for practical purposes, these parameters can be estimated in real-time if a good experimental design and a correctly specified electronic instrumentation are available.
This work considers the real-time prediction of thermal parameters for a cylindrical sample heated in a uniform electromagnetic field. The thermal conductivity ( ) and the heat capacity ( ) were estimated for the present case. The inner volumetric electromagnetic flux radiation process was modeled as uniform and constant in time. The spiral optimization algorithm (SOA), the vortex search (VS), the weighted attraction method (WAM), the unified particle swarm optimization (UPSO), the electromagnetic field optimization (EFO) and the self-regulated fret-width harmony search algorithm (SFHS) were used to solve the ill-posed inverse problem. Results showed that all employed algorithms correctly estimated these two parameter only if the signal-to-noise-ratio of the measured samples (simulated in this work) were above of 30 [dB]. Therefore, for practical purposes, these parameters can be estimated in real-time if a good experimental design and a correctly specified electronic instrumentation are available.
Keywords
Parameter estimation, Microwave heating, Global optimization methods, Inverse problem, Calentamiento por microondas, Métodos de optimización global, Problema inverso., Estimación de parámetros