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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 群体智能优化算法概述2

1.2.1 群体智能优化算法的特点和分类2

1.2.2 常见群体智能优化算法简介5

1.2.3 群体智能优化算法的主要问题和研究方向12

1.3 群体智能优化算法在辐射逆问题求解中的应用13

1.4 本书的结构和内容安排14

参考文献14

第2章 辐射传输理论及数值求解18

2.1 引言18

2.2 辐射传输方程19

2.2.1 稳态辐射传输方程19

2.2.2 瞬态辐射传输方程21

2.2.3 频域辐射传输方程24

2.3 热辐射传输数值方法简介26

2.3.1 热流法28

2.3.2 离散坐标法31

2.3.3 有限体积法35

2.3.4 有限单元法42

2.3.5 球谐函数法48

2.3.6 积分方程法51

2.4 辐射能量方程52

2.4.1 辐射-导热耦合换热54

2.4.2 辐射-相变耦合换热56

参考文献60

第3章 辐射传输逆问题求解的群体智能优化理论65

3.1 辐射传输逆问题的分类66

3.2 智能优化理论概述69

3.3 微粒群智能优化算法70

3.3.1 标准微粒群算法70

3.3.2 微粒群算法的计算流程73

3.3.3 微粒群算法的性能评价73

3.3.4 标准微粒群算法75

3.3.5 改进的微粒群算法75

3.4 人工蚁群算法81

3.4.1 标准离散域蚁群算法81

3.4.2 基于网格划分的连续域蚁群算法83

3.4.3 基于概率密度的连续域蚁群算法86

3.5 混合智能优化算法87

3.5.1 蚁群-微粒群混合算法87

3.5.2 单纯形-微粒群混合算法89

3.5.3 Powell-微粒群混合算法90

3.5.4 差分进化-微粒群混合算法92

3.5.5 模拟退火-微粒群混合算法94

3.6 其他智能优化算法97

3.6.1 生物地理学优化算法97

3.6.2 果蝇优化算法99

3.6.3 自组织迁移优化算法101

3.7 标准测试函数103

参考文献107

第4章 基于智能微粒群优化算法的辐射传输逆问题求解113

4.1 稳态辐射传输逆问题的微粒群算法求解113

4.1.1 介质辐射特性的PSO算法和SPSO算法优化反演113

4.1.2 介质辐射特性的MPPSO算法反演119

4.2 辐射-导热耦合换热逆问题的微粒群算法求解125

4.2.1 平板介质热物性及辐射物性参数的RD-PSO反演125

4.2.2 陶瓷类介质内部缺陷重构126

4.3 瞬态辐射传输逆问题的微粒群算法求解128

4.3.1 基于时域信号的一维介质的物性参数反演128

4.3.2 基于时域信号的二维介质的物性参数反演135

4.3.3 基于时不同时段时域信号的辐射物性反演136

4.3.4 采用时域峰值信号反演介质内部特性139

4.3.5 基于频域信号的光学参数重构143

4.4 粒径分布逆问题的微粒群算法求解145

4.4.1 粒径分布测量原理147

4.4.2 粒径分布MPPSO反演结果与分析148

参考文献150

第5章 基于智能蚁群优化算法的辐射传输逆问题求解152

5.1 稳态辐射传输逆问题的蚁群算法求解152

5.1.1 单参数反演152

5.1.2 多参数反演154

5.2 瞬态辐射传输逆问题的蚁群算法求解157

5.2.1 基于时域信号的正问题数值计算157

5.2.2 基于时域信号的光学厚度和散射反照率的反演158

5.2.3 反演误差分析160

5.2.4 基于频域信号的辐射传输逆问题的蚁群算法求解162

5.3 瞬态辐射-相变耦合换热逆问题的蚁群算法求解168

5.3.1 瞬态辐射-相变耦合换热正问题168

5.3.2 衰减系数反演169

5.3.3 反演误差分析170

5.4 粒径分布逆问题的蚁群算法求解171

5.4.1 探测原理171

5.4.2 球形粒子粒径分布反演171

5.4.3 椭球形粒子粒径分布反演181

参考文献187

第6章 基于混合及其他智能优化算法的辐射传输逆问题求解190

6.1 采用自组织迁移算法求解辐射传输逆问题190

6.1.1 逆问题数值模拟计算结果及分析190

6.1.2 基于时域脉冲信号的生物组织物性反演196

6.2 采用生物地理学优化算法求解辐射传输逆问题201

6.2.1 单物性参数的反演结果202

6.2.2 多物性参数的反演结果203

6.3 采用果蝇算法求解粒径分布逆问题205

6.3.1 颗粒粒径分布数值反演结果205

6.3.2 颗粒粒径分布反演实验研究211

6.4 采用单纯形-微粒群混合优化算法求解辐射传输逆问题212

6.4.1 边界温度响应对辐射特性参数的敏感性分析213

6.4.2 无测量误差条件下的反演结果216

6.4.3 存在测量误差条件下的反演结果218

6.5 采用微粒群-蚁群混合优化算法求解辐射传输逆问题222

6.5.1 单参数反演223

6.5.2 多参数反演224

6.6 采用混合差分微粒群算法求解源项分布逆问题225

参考文献227

名词索引230