在環(huán)境污染嚴(yán)重,資源短缺的今天,減少汽車模型的氣動阻力能夠很有效地減少燃油的消耗。因此,對汽車模型的減阻研究是非常重要的。本文利用人工智能算法對25度Ahmed汽車模型氣動減阻進(jìn)行了詳細(xì)地研究。文中主要利用傳統(tǒng)開環(huán)方式測定了頻率對單個激勵器減阻效果的影響。探究了基于人工智能控制下定常吹氣的控制方式。最后又進(jìn)行了人工智能非定常組合激勵實驗的研究。實驗采用后背面20個壓力孔的壓力進(jìn)行評價函數(shù)的計算,它是人工智能尋優(yōu)過程中唯一的評價標(biāo)準(zhǔn)。由于阻力和后背面壓力的關(guān)系,設(shè)定評價函數(shù)值越低效果越好。通過對每一代中每一個評價函數(shù)值大小的對比,自動地挑選每一代的最優(yōu)個體,并逐代尋優(yōu)。單個激勵器非定常激勵的實驗證明了在雷諾數(shù)為1.67×105和占空比為0.4的情況下,頻率對每個激勵器都有不同程度的影響,它們的減阻范圍也各不相同。通過人工智能定常組合吹氣十一代的尋優(yōu)過程發(fā)現(xiàn),各個激勵器的流量都在不斷的變化,直到第九代尋優(yōu)開始各個激勵器的流量才不再發(fā)生明顯的變化,此時得到了激勵器的最佳吹氣流量組合,激勵器S1、S2、S3和S4的最佳吹氣流量系數(shù)分別為1.81×10-3、1.20×10-3、4.20×10-2... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ahmed汽車模型尺寸的三視圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-11-S1S2S3S445°45°S1S2S3S4圖2-3激勵器排布(非等比例繪制)2.4.2供氣系統(tǒng)本實驗主要利用射流激勵的方式進(jìn)行汽車模型阻力減小的研究，因此供氣系統(tǒng)的設(shè)計是非常關(guān)鍵的。由于實驗時四個激勵器的控制系統(tǒng)基本一致，因此只介紹一個激勵器的設(shè)備連接，如圖2-5所示。由于實驗所需的氣量非常大，一臺空氣壓縮機(jī)無法滿足實驗的需求。故而實驗采用了三臺香港捷豹牌無油空氣壓縮機(jī)同時供氣。三臺空壓機(jī)工作功率均為3.4kW，最大輸出氣壓可達(dá)到8個大氣壓，罐體的體積分為兩種180L和160L。由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣經(jīng)法圖2-4定常射流激勵器S1，S2，S3和S4的設(shè)計圖[42]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-12-蘭式空氣過濾器和空壓機(jī)油水分離器干燥去除氣體中水分后，經(jīng)調(diào)壓閥、流量控制器、儲氣瓶，最后輸送進(jìn)激勵器中。圖2-5設(shè)備連接圖本實驗采用的是弗羅邁公司生產(chǎn)的FL805型流量控制器，該款流量控制器調(diào)節(jié)靈敏，反應(yīng)迅速，響應(yīng)時間小于4s，調(diào)節(jié)流量在0-200L/min，工作的壓力在0.3MPa-0.5MPa，輸入信號的范圍為0V~5V，完全符合實驗需要。本實驗采用0.4MPa壓力供氣，這既能滿足實驗的需求，又能保證壓力不超過流量控制器的額定壓力。實驗時，通過Labview程序能夠?qū)崟r對流量控制器控制，進(jìn)而控制吹氣的流量。該流量控制器對氣體的質(zhì)量要求非常高，不能輸送含有水分的氣體。否則會使得控制延時增大，嚴(yán)重時甚至無法出氣。因此，在其之前必須加裝多套干燥裝置。由于輸送的氣體流量大、壓力高，會使得經(jīng)流量控制器后的氣體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩，這種振蕩嚴(yán)重影響著控制的效果。因此，為杜絕這種振蕩現(xiàn)象的出現(xiàn)，在流量控制器后加裝了儲氣罐，用來穩(wěn)定氣體。實驗除了探究人工智能控制定常吹氣實現(xiàn)Ahmed汽車模型的減阻以外，還探究人工智能控制非定常吹氣實現(xiàn)Ahmed汽車模型的減阻。因此，在探究人工智能控制非定常吹氣實驗中，圖2-5中的流量控制器會被替換成電磁閥。該實驗所用的電磁閥為德國費斯托公司的MHJ10型電磁閥，該電磁閥采用額定電壓為24V直流電源供電，動作頻率范圍為0-1000Hz，最大工作壓力為6MPa，實驗時由Labview產(chǎn)生控制信號控制。2.5實驗測量系統(tǒng)2.5.1測速系統(tǒng)本實驗的測速主要通過熱線風(fēng)速儀測量，它是一種接觸式風(fēng)洞測速手段，便宜、易于使用，輸出的信號為模擬信號，能夠很好地避免信息的丟失，并且還具有很高的時間分辨率。因此，成為湍流邊界層測速最常用的手段。熱線風(fēng)速儀主要分為兩種，一種是?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]超高速列車流線型頭型多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J]. 張亮,張繼業(yè),李田,張亞東.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(02)
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