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轴对称Boltzmann模型方程统一算法与空天飞行环境喷管流动模拟
1
作者 李凡 李志辉 +2 位作者 李中华 罗万清 陈爱国 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期47-55,I0001,共10页
拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管... 拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管内流动,本文通过数学推导确立描述不同克努森数稀薄环境条件下的轴对称喷管内流动Boltzmann模型方程,初步建立适于该模型方程的数值格式与气体动理论统一算法。通过开展同轴圆筒间的定常/非定常旋转流动以及轴对称喷管内流动数值计算研究,发现统一算法计算流场与其他途径得到的结果吻合较好,验证了统一算法在全局克努森数喷管流动模拟的适应性和可靠性。通过与低密度风洞实验对比,喷管出口核心区羽流结构一致,羽流轴线压力分布一致,表明统一算法可以有效解决喷管入口压缩段到扩张段多流域混合,尤其是出口附近稀薄气体真空低压环境流动问题。 展开更多
关键词 轴对称喷管流动 气体动理论统一算法 BOLTZMANN模型方程 旋转库埃特流动 羽流环境
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樽海鞘群行为启发的多机器人自主羽流寻源方法
2
作者 郭振宇 袁杰 马圣山 《现代电子技术》 2023年第22期175-182,共8页
针对室内复杂的气流模式和湍流污染物扩散,提出一种基于改进樽海鞘群算法的多机器人室内自主羽流寻源方法。该方法受到樽海鞘行为模式的启发,根据机器人不同的羽流检测浓度设置弱感知机器人在食物源位置局部高斯变异,提高搜索行为的多样... 针对室内复杂的气流模式和湍流污染物扩散,提出一种基于改进樽海鞘群算法的多机器人室内自主羽流寻源方法。该方法受到樽海鞘行为模式的启发,根据机器人不同的羽流检测浓度设置弱感知机器人在食物源位置局部高斯变异,提高搜索行为的多样性,以降低领导者机器人的搜索盲区;同时为追随者机器人位置更新引入随机扰动策略,增强寻源机器人在室内动态羽流环境中的适应性,以提高机器人极值区域的逃逸能力。通过数值模拟和真实室内有障碍物场景测试所提方法的性能,模拟结果表明,相较于其他方法,当机器人数量由3个增加到10个时,所提方法的羽流寻源成功率提高6%~80%,效率提高0.16~1.5;真实场景中的实验结果显示,3台机器人的羽流寻源成功率为73.3%。该方法在室内复杂和动态气流环境中具有可行性和适用性。 展开更多
关键词 樽海鞘群算法 自主羽流寻源 移动机器人 弱感知 局部高斯变异 随机扰动策略 动态羽流环境
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