计算两个变量的函数的反函数

计算科学 插值 逆问题
2021-12-11 04:47:26

我正在使用两个或三个变量的几个函数。对于这个问题,我做了一个小集合来显示电阻率,ρ, 旅店Ωm,铜作为其纯度的函数(RRR值)及其温度,T,在开尔文。

RRR\Temp [K]    20    90    160    230    300
          60    0.27  3.1   8.15   12.9   17.5
         300    0.06  2.81  7.84   12.6   17.2
         500    0.04  2.78  7.81   12.5   17.2
        1000    0.02  2.76  7.79   12.5   17.2

所以这个“功能”的形式是

ρ(T,RRR)

现在,我确实知道如何用我选择的语言为两个变量创建一个插值函数,但我不知道如何更改变量,比如说

RRR(T,ρ)

这将是非常有益的,因为样品的纯度只能近似地知道,而温度和电阻率是非常准确的。

我已经看到如何通过使用自变量的变换来知道分析表示的情况下如何做到这一点。但是当我考虑如何将其应用于这个问题时,我遇到了障碍。

编辑:澄清我说纯度大约是已知的意思:特定样品可能声称其 RRR 为 100。如果我检查 6 AWG (1.33e-5m2),长度 0.1 m 在 293 K 计算表明我应该看到 127.07 的阻力μΩ. 与测量值会有差异,但我应该能够区分误差源,即不正确的纯度、仪器误差等......在几个温度下获取数据点并将电阻转换回电阻率将是一个很好的选择计划,但这将需要使用以下形式的功能:

RRR(T,ρ)

至于它是否可逆,我认为是。我永远知道温度。请参见下面的等高线图。 不同温度和纯度的铜电阻率(RRR)

2个回答

原则上,你应该找到另一个表,类似于你发布的那个,这次是自变量T,ρ, 和因变量RRR. 然后,你会发现RRR通过插值函数。

为了填充此表,对于表中的每个点(T,ρ)-网格,说(Tk,ρk), 对应的值RRR, 说,RRRk, 将在数值上作为根获得RRRk方程的

ρk=ρ(Tk,RRRk),
在哪里ρ()是您在上面获得的插值函数。

如果地图,上述程序有效ρ(T,RRR)是可逆的,即上述方程有唯一解。

这个想法是颠倒你的表,所以变量RRR将依赖于T,ρ,直到这里与 Stelios 的答案相似。

现在有了这张新表,您可以找到RRR(T,ρ),你有不同的方式。我建议对插值使用一些不同的方法,原因如下:

  1. 根据您的问题,RRR受错误影响,因此强制插值没有太大意义
  2. 这个原因取决于插值使用的类型,但通常:插值的好结果取决于节点分布,它涉及勒贝格常数。通过表格,您有一组无法更改的固定节点,即您没有太多选择。此外,为多变量案例找到良好的节点分布(您的案例 id2D) 你可以利用它不是一个微不足道的事实。

出于这个原因,也许您可​​以考虑一种近似方法(例如澄清最小二乘法)。近似环境中总是有RBF,这种方法可以处理分散的数据(节点分布没有问题)