基于降阶模型的冰形快速预测方法

发布时间：2024-03-10 21:27

　　本文研究了结冰数值模拟基本过程,开展了结冰数值模拟方法的验证,然后利用结冰数值模拟结果作为样本数据库,建立了冰形快速预测降阶模型,完成了二维结冰冰形快速预测。并成功将此方法应用于三维模型冰形预测,通过算例验证发现降阶模型对于结冰冰形预测与数值模拟结果吻合较好,表明降阶模型可以快速、精确的应用于结冰冰形预测。

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【部分图文】：

图1降阶模型建立流程

建立降阶模型通常可以分为三个部分，第一部分是试验设计，主要包括试验空间的设计以及样本集数据的获取(快照获取);第二部分是数据压缩，主要通过本征正交分解(POD)对快照数据进行主成分分析(模式提取);最后是数据插值，利用Kriging模型[3]对系数进行插值，完成降阶模型的建立(数....

图2NACA0015结冰冰形

选择NACA0015翼型进行结冰模拟，结冰时间为120s。利用结冰软件计算了该状态的结冰冰形，得到结果如图2所示。3降阶模型应用

图3多参数POD与CFD冰形对比

为了提高预测精度，选择对冰形特征进行提取，利用各个冰形轮廓点的相对高度即冰形厚度来作为样本数据应用于冰形预测模型的建立。图3为冰形预测模型的POD结果与CFD结果的比较，可以看出POD的预测结果与CFD结果吻合较好。3.2三维冰形预测

图4DLR-F4模型表面网格

DLR-F4模型是2001年第一届AIAA第一届阻力计算会议上给出的模型，模型为典型的运输类飞机布局，机翼为超临界翼型。DLR-F4模型是一种较为简单的三维模型，结冰数值模拟相对资源消耗较少，这里选择其为研究对象，DLR-F4模型网格见图4所示，这里选取的计算条件如表3所示。

本文编号：3925344