高超声速风洞气动力/热试验数据天地相关性研究进展

发布时间：2021-10-19 05:12

　　高温真实气体效应、黏性干扰效应和尺度效应等高超声速流动特性突破了实验气体动力学传统的流动相似模拟准则,使得高超声速流动现象超出了经典气体动力学理论能够准确预测的范围。如何利用地面风洞试验数据预测天上的飞行状态,即天地相关性问题,成为制约新型高超声速飞行器研制与发展的关键性科学问题。本文概述了天地相关性的最新研究进展,并重点介绍了多空间相关理论与泛函智能优化关联方法。多空间相关理论认为,从更高维度空间视角看,不同风洞的试验结果都是内在相关的,而飞行试验可视为理想的风洞试验,所以地面风洞试验数据间的关联规律包含了天地相关性问题。泛函智能优化关联方法基于风洞群（能模拟不同参数区段的不同类型风洞）的试验数据,在泛函空间中利用专业化智能学习算法,从高维度的全参数空间出发,进行降维和自适应空间变换,自动推演出不同风洞共同遵守的不变规律,从而实现风洞试验数据的关联。验证实例和应用实践都表明,多空间相关理论与泛函智能优化关联方法是有效的,是高超声速气动力/热天地相关性研究的一个新方向。 

【文章来源】：实验流体力学. 2020,34(03)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

从个别规律到不变规律

fit(Mi）：适应度函数，度量候选函数表征不同风洞数据一致性的水平。在可降维的多维空间中，利用泛函空间的智能优化算法，能够获得具有全局优化特征的解析关系式。

注意到泛函优化要在系数优化的同时优化函数的结构，这在高维空间中的计算复杂度太高，以致于影响关联效果。为此，我们提出积木块程序设计（Block Building Programming，简称BBP）等分而治之的分解算法，能够根据数据呈现出的特性，将高维空间中的目标模型分解到多个低维空间中[34-35]，基本过程如图4所示。一个典型的分解示例，可将球头驻点热流公式分解如下：

【参考文献】：
期刊论文
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[3]高超声速风洞实验数据的多维空间相关理论与关联方法[J]. 姜宗林,罗长童,胡宗民,刘云峰.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(12)
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[5]导弹气动参数辨识与优化输入设计[J]. 汪清,钱炜祺,何开锋.  宇航学报. 2008(03)



本文编号：3444217