高溫真實氣體效應(yīng)、黏性干擾效應(yīng)和尺度效應(yīng)等高超聲速流動特性突破了實驗氣體動力學(xué)傳統(tǒng)的流動相似模擬準則,使得高超聲速流動現(xiàn)象超出了經(jīng)典氣體動力學(xué)理論能夠準確預(yù)測的范圍。如何利用地面風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)預(yù)測天上的飛行狀態(tài),即天地相關(guān)性問題,成為制約新型高超聲速飛行器研制與發(fā)展的關(guān)鍵性科學(xué)問題。本文概述了天地相關(guān)性的最新研究進展,并重點介紹了多空間相關(guān)理論與泛函智能優(yōu)化關(guān)聯(lián)方法。多空間相關(guān)理論認為,從更高維度空間視角看,不同風(fēng)洞的試驗結(jié)果都是內(nèi)在相關(guān)的,而飛行試驗可視為理想的風(fēng)洞試驗,所以地面風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)律包含了天地相關(guān)性問題。泛函智能優(yōu)化關(guān)聯(lián)方法基于風(fēng)洞群（能模擬不同參數(shù)區(qū)段的不同類型風(fēng)洞）的試驗數(shù)據(jù),在泛函空間中利用專業(yè)化智能學(xué)習(xí)算法,從高維度的全參數(shù)空間出發(fā),進行降維和自適應(yīng)空間變換,自動推演出不同風(fēng)洞共同遵守的不變規(guī)律,從而實現(xiàn)風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。驗證實例和應(yīng)用實踐都表明,多空間相關(guān)理論與泛函智能優(yōu)化關(guān)聯(lián)方法是有效的,是高超聲速氣動力/熱天地相關(guān)性研究的一個新方向。 

【文章來源】：實驗流體力學(xué). 2020,34(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

從個別規(guī)律到不變規(guī)律

fit(Mi）：適應(yīng)度函數(shù)，度量候選函數(shù)表征不同風(fēng)洞數(shù)據(jù)一致性的水平。在可降維的多維空間中，利用泛函空間的智能優(yōu)化算法，能夠獲得具有全局優(yōu)化特征的解析關(guān)系式。

注意到泛函優(yōu)化要在系數(shù)優(yōu)化的同時優(yōu)化函數(shù)的結(jié)構(gòu)，這在高維空間中的計算復(fù)雜度太高，以致于影響關(guān)聯(lián)效果。為此，我們提出積木塊程序設(shè)計（Block Building Programming，簡稱BBP）等分而治之的分解算法，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的特性，將高維空間中的目標模型分解到多個低維空間中[34-35]，基本過程如圖4所示。一個典型的分解示例，可將球頭駐點熱流公式分解如下：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]近空間高超聲速氣動力數(shù)據(jù)天地換算研究[J]. 龔安龍,解靜,劉曉文,劉周,楊云軍,周偉江.  工程力學(xué). 2017(10)
[2]Comparative study on aerodynamic heating under perfect and nonequilibrium hypersonic flows[J]. Qiu Wang,Jin Ping Li,Wei Zhao,Zong Lin Jiang.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(02)
[3]高超聲速風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)的多維空間相關(guān)理論與關(guān)聯(lián)方法[J]. 姜宗林,羅長童,胡宗民,劉云峰.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2015(12)
[4]高超聲速氣動力數(shù)據(jù)天地相關(guān)性研究綜述[J]. 陳堅強,張益榮,張毅鋒,陳亮中.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[5]導(dǎo)彈氣動參數(shù)辨識與優(yōu)化輸入設(shè)計[J]. 汪清,錢煒祺,何開鋒.  宇航學(xué)報. 2008(03)



本文編號：3444217