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