基于自主研發(fā)的大規(guī)模并行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD求解器PMB3D以及并行化伴隨方程求解器PADJ3D,開(kāi)展了流場(chǎng)/聲爆伴隨方程的求解研究。首先采用標(biāo)準(zhǔn)算例,對(duì)內(nèi)部CFD代碼PMB3D軟件和聲爆預(yù)測(cè)代碼進(jìn)行了聲爆計(jì)算可信度驗(yàn)證,以及聲爆強(qiáng)度對(duì)近場(chǎng)聲壓梯度的校核。針對(duì)并行環(huán)境下多塊對(duì)接網(wǎng)格的近場(chǎng)聲壓提取操作的復(fù)雜性,提出了"包圍盒"的方法實(shí)現(xiàn)并行環(huán)境下近場(chǎng)聲壓裝配單元編號(hào)、網(wǎng)格塊編號(hào)以及對(duì)應(yīng)的進(jìn)程編號(hào)確定,基于聲爆計(jì)算坐標(biāo)將并行傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行一維排序,為聲爆預(yù)測(cè)、伴隨方程以及梯度求解提供輸入條件。通過(guò)線性插值雅克比矩陣實(shí)現(xiàn)均勻坐標(biāo)系梯度信息向非均勻坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,并進(jìn)一步根據(jù)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格特征提出了插值原則,簡(jiǎn)化了近場(chǎng)聲壓轉(zhuǎn)換雅克比矩陣的變分。通過(guò)裝配單元記錄,實(shí)現(xiàn)聲爆強(qiáng)度對(duì)流場(chǎng)守恒變量的變分結(jié)果向各個(gè)進(jìn)程裝配,將裝配結(jié)果作為流場(chǎng)伴隨方程的右端項(xiàng)實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)聲爆耦合伴隨方程的求解。此外,對(duì)小型超聲速公務(wù)機(jī)開(kāi)展了聲爆優(yōu)化,對(duì)比分析了設(shè)計(jì)前后的聲壓及其頻譜特性。 

【文章來(lái)源】：航空學(xué)報(bào). 2019,40(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【文章目錄】：
1 優(yōu)化系統(tǒng)中的學(xué)科分析模塊
    1.1 并行化CFD求解器PMB3D
    1.2 基于Burgers方程的地面聲爆預(yù)測(cè)
2 基于流場(chǎng)/聲爆耦合伴隨思想的梯度計(jì)算
    2.1 流場(chǎng)伴隨方程求解梯度
    2.2 聲爆伴隨方程求解梯度
    2.3 流場(chǎng)/聲爆耦合伴隨方程
3 并行環(huán)境下近場(chǎng)聲壓提取與變分結(jié)果裝配
4 聲爆優(yōu)化設(shè)計(jì)體系
5 典型超聲速公務(wù)機(jī)聲爆優(yōu)化
6 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]典型標(biāo)模音爆的數(shù)值預(yù)測(cè)與分析[J]. 王剛,馬博平,雷知錦,任炯,葉正寅.  航空學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]基于離散伴隨方程求解梯度信息的若干問(wèn)題研究[J]. 黃江濤,劉剛,周鑄,高正紅,黃勇.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]考慮約束的機(jī)載導(dǎo)彈導(dǎo)軌發(fā)射數(shù)值模擬[J]. 劉剛,肖中云,王建濤,劉釩.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]超聲速民機(jī)和降低音爆研究[J]. 朱自強(qiáng),蘭世隆.  航空學(xué)報(bào). 2015(08)
[6]NASA穩(wěn)步推進(jìn)低聲爆超聲速客機(jī)驗(yàn)證機(jī)計(jì)劃[J]. 王元元,申洋.  國(guó)際航空. 2014 (05)
[7]超聲速飛機(jī)低聲爆布局混合優(yōu)化方法研究[J]. 馮曉強(qiáng),宋筆鋒,李占科,桑建華.  航空學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]超聲速客機(jī)低音爆布局反設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J]. 馮曉強(qiáng),李占科,宋筆鋒.  航空學(xué)報(bào). 2011(11)



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