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题名基于离散伴随方程求解梯度信息的若干问题研究
被引量：21
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作者
黄江涛
刘刚
周铸
高正红
黄勇
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机构
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
西北工业大学
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第4期554-562,共9页
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基金
国家自然科学基金(11402288)
国家重点研发计划"数值飞行器原型系统"(2016YFB0200704)
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文摘
基于自主研发的大规模并行化结构化网格RANS求解器PMB3D,开展了黏性离散伴随方程构造、求解方法的研究与讨论。首先对离散伴随求解梯度的思想进行简要介绍,进一步对无黏项、人工黏性项、黏性项部分对离散伴随方程贡献以及变分推导进行了详细介绍;文中对离散伴随方程无黏项、黏性项边界条件实现形式进行了详细研究,并对关键模块变分推导的一些简化方式进行了研究讨论,通过典型宽体飞机标模、外压式超声速进气道算例,分析了所采用的简化处理方式对不同问题梯度求解精度的影响。最后在并行化求解、时间推进以及加速收敛方面进行了探讨、验证。数值模拟表明,文中采用的离散伴随方程形式更有利于程序化、模块化,梯度计算精度完全满足气动优化设计需要。
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关键词
离散伴随方程
气动优化
梯度信息
边界条件
时间推进
并行计算
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Keywords
discrete adjoint
aerodynamic optimization
gradient information
boundary condition
parallelized computation
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于离散伴随方程的三维雷达散射截面几何敏感度计算
被引量：3
- 2
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作者
周琳
黄江涛
高正红
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机构
西北工业大学航空学院
中国空气动力研究与发展中心
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期123-133,共11页
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基金
西北工业大学翼型、叶栅空气动力学重点实验室项目(JCKYS2019607009)。
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文摘
针对有限差分法计算雷达散射截面(RCS)梯度效率低,采用高精度雷达散射截面评估时计算代价高的问题,提出了一种基于麦克斯韦积分方程离散伴随方程的RCS梯度高效计算方法。基于伴随方程的梯度计算可以通过一次雷达散射截面求解、一次伴随方程求解获得RCS关于所有设计变量的梯度。其中麦克斯韦积分方程离散伴随方程的形式与原方程基本一致,可以采用矩量法(MOM)及多层快速多极子算法(MLFMA)求解。伴随方程求解计算量与直接雷达散射截面评估基本一致,存储量在直接雷达散射截面评估的基础上增加不明显。通过双椎体模型、导弹模型对基于矩量法、多层快速多极子算法的伴随梯度进行验证,证明了基于伴随方法的RCS梯度计算可以实现复杂外形中RCS梯度的高效、高精度求解,为基于梯度的高精度气动/隐身一体化优化提供了基础。
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关键词
雷达散射截面
梯度计算
离散伴随方程
矩量法
多层快速多极子算法
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Keywords
radar cross section
gradient calculation
discrete adjoint equation
method of moment
multilevel fast multipole algorithm
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分类号
V218
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于分解策略的飞行器气动隐身优化设计研究
被引量：1
- 3
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作者
陈保
白俊强
黎明
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机构
西北工业大学航空学院
西北工业大学无人系统技术研究院
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出处
《气体物理》
2019年第6期40-49,共10页
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文摘
为了综合提高飞行器的气动性能与隐身性能,文章利用基于分解策略的梯度优化方法,对某跨声速机翼进行气动隐身综合优化设计.采用Tchebycheff方法,将气动隐身多学科多目标优化问题分解为多个单目标优化子问题,再对每个单目标子问题进行梯度优化.通过求解离散伴随方程获得气动目标对设计变量的梯度,采用自动微分方法对物理光学法(physical optics,PO)程序进行微分,即可得到雷达散射截面(radar cross section,RCS)对设计变量的梯度.经过综合优化,获得优化解集中各给定权重系数对应下的分支解,相比初始机翼,优化机翼的阻力系数减小,升阻比提高,重点方位的雷达散射截面均值减小,验证了该优化设计方法具有较好的实用性.
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关键词
分解策略
梯度优化
离散伴随方程
多学科优化
物理光学法
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Keywords
decomposition
gradient optimization
discrete adjoint equations
multi-disciplinary optimization
physical optics
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分类号
V211.41
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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