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题名基于神经网络的激波抖振特征提取与始发预测
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作者
马启悦
高传强
孙健
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机构
西北工业大学
北京宇航系统工程研究所
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出处
《航空科学技术》
2024年第7期49-55,共7页
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基金
航空科学基金(2019ZH053003)。
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文摘
激波抖振是一种由激波-边界层干扰引起的激波自激振荡现象,可能导致结构疲劳破坏,甚至引发飞行安全问题。激波抖振始发边界的准确预测对于运输类飞机的设计具有重要的工程意义。本文建立了一个融入定常流场中特征的神经网络(CFNN)模型,实现了对激波抖振始发迎角的准确预测。以NACA0012翼型为研究对象,利用卷积神经网络(CNN)模型提取抖振发生前后定常流场中的特征。随后,将提取的低维特征作为全连接神经网络(FNN)模型的隐含层,用以预测激波抖振的始发迎角。在较高马赫数的泛化预测中,CFNN模型预测的激波抖振始发迎角的平均相对误差,相较未融入特征的全连接神经网络(NN)模型,减小了约70%以上。研究结果表明,从定常流场中提取的低维特征能够辅助预测非定常激波抖振问题的始发迎角,提升神经网络模型的性能。
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关键词
激波抖振
定常流场
特征提取
边界预测
卷积神经网络
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Keywords
shock buffet
steady flow field
feature extraction
boundary prediction
CNN
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分类号
V219
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名Mini-TED对跨声速抖振边界影响的数值分析
被引量：2
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作者
饶盼
周华
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机构
同济大学航空航天与力学学院
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出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2012年第3期404-413,共10页
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基金
中国航空科学基金(2009ZA38001)
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文摘
翼型的抖振边界是一项重要的气动指标,它的重要性仅次于升阻比。在跨声速流场中,激波抖振对飞行器的气动效率、操控和结构安全均会产生严重影响。激波抖振边界的确定与翼型气流分离密切相关,本文采用定常方法求解RANS方程,以升力线斜率平缓及激波位置振荡为判据,确定RAE2822翼型的合理抖振边界,并以同样的方法确定微小后缘装置(Mini-TED)打开后的抖振边界。通过Mini-TED打开前后翼型的气动性能对比可以看出,Mini-TED在抖振攻角附近能起到稳定激波抖振的同时显著提高升力系数。本文计算结果表明Mini-TED在跨声速来流条件下可将激波抖振升力系数提高9%～13%。
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关键词
微小后缘装置
激波抖振
流动控制
跨声速流动
计算流体力学
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Keywords
Mini-TED
shock buffet
flow control
transonic flow
CFD
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分类号
V211.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名翼型激波抖振的无模型自适应控制
被引量：1
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作者
任凯
高传强
张伟伟
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机构
西北工业大学航空学院
流体力学智能化国际联合研究所
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2021年第6期149-155,I0003,共8页
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基金
国家自然科学基金(11902269)
航空基金(2019ZH053003)。
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文摘
由于受到流动环境中的不确定因素影响,针对流动系统设计的闭环控制律需要考虑这些不确定因素,自动适应随机扰动和突发扰动。基于流动模型所设计的闭环最优控制,虽然可以以较小的控制量获得满足目标函数的最优控制效果,但随着流动模型的引入,随之而来的建模精度、未建模动态等问题也会出现,固定的流动模型也会限制控制系统的自适应能力。针对翼型在跨声速流动中遇到的激波抖振问题,为了消除不同来流状态的激波抖振带来的脉动载荷,开展了基于数据驱动方法的无模型自适应控制。流场数值仿真采用URANS方法,作动机构采用尾缘舵面,以升力系数作为反馈信号。当流动状态变化时,无模型自适应控制利用输入输出数据在线将流动系统等价转化为动态线性化数据模型,最小化性能指标得到控制律,使系统自动地工作于最优或接近最优的状态。时域仿真结果显示,无模型自适应控制效果优于开环控制和比例控制,并且当来流状态随时间发生变化时,无模型自适应控制也能够完全消除抖振脉动载荷。
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关键词
跨声速流动
激波抖振
流动控制
数据驱动
无模型自适应控制
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Keywords
transonic flow
shock buffet
flow control
data driven
model-free adaptive control
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分类号
O354
[理学—流体力学]
V211.41
[理学—力学]
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