Numerical simulation of the problem on the two-dimensional reconstruction of axisymmetric flow velocity profiles

Authors

  • N.N. Nikolaeva
  • A.G. Yagola
  • S.V. Ruchkin
  • M.N. Rychagov

Keywords:

ультразвуковые измерения потоков
интегральное уравнение типа Абеля
реконструкция симметричных профилей скорости
оценка погрешности
численные методы

Abstract

In this paper we consider a numerical method for the axisymmetric flow velocity profile reconstruction and for the pointwise error estimation of reconstruction in the case of fluid or gas flow in circular cross-section transport channels. Our approach is based on applying special ultrasonic flowmeters and on solving an Abel-type integral equation whose right-hand side is assumed to be given with errors at a finite number of measurement points. In order to formulate the problem as well-posed according to Tikhonov, we use the natural a priori information on a velocity vector distribution. It is assumed that the exact solution of the Abel-type equation is a monotonic convex bounded function. In this case, it is possible to determine the error of an approximate solution. We propose a sufficiently simple algorithm for solving the problem; this algorithm is applicable when the number of experimental data is arbitrary.


Published

2004-12-24

Issue

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

N.N. Nikolaeva

A.G. Yagola

S.V. Ruchkin

M.N. Rychagov


References

  1. Рычагов М.Н. Ультразвуковые измерения потоков в многоплоскостных измерительных модулях // Акустич. журнал. 1998. 44, № 6. 829-836.
  2. Rychagov M., Tereshchenko S. Multipath flowrate measurements of symmetric and asymmetric flows // Inverse Problems. 2000. 16. 495-504.
  3. Lynnworth L.C. Ultrasonic measurements for process control. New York: Academic Press, 1989.
  4. Gorenflo R., Vessella S. Abel integral equations. Analysis and applications. Berlin: Springer, 1991.
  5. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1990.
  6. Yagola A.G., Leonov A.S., Titarenko V.N. Data errors and an error estimation for ill-posed problems // Inverse Problems in Engng. 2002. 10, N 2. 117-129.
  7. Николаева Н.Н., Титаренко В.Н., Ягола А.Г. Оценка погрешности решения уравнения Абеля на множествах монотонных и выпуклых функций // Сибирский журнал вычислительной математики. 2003. 6, № 2. 171-180.
  8. Nikolaeva N.N., Titarenko V.N., Yagola A.G. An error estimation for a solution of Abel equation // Numer. Funct. Anal. Optimization. 2004. 25, N 3, 4. 259-269.
  9. Николаева Н.Н., Рычагов М.Н., Титаренко В.Н., Ягола А.Г. Оценка погрешности реконструкции симметричных профилей скорости в многоплоскостных измерительных модулях // ЖВМ и МФ. 2004. 44, № 1. 18-29.
  10. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986.
  11. Васильев Ф.П., Иваницкий А.Ю. Линейное программирование. М.: Факториал, 1998.