基于降阶模型和梯度优化的流场加速收敛方法 |
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引用本文: | 曹文博,刘溢浪,张伟伟.基于降阶模型和梯度优化的流场加速收敛方法[J].航空学报,2023(6):127-137. |
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作者姓名: | 曹文博 刘溢浪 张伟伟 |
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作者单位: | 西北工业大学航空学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(92152301,11902270)~~; |
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摘 要: | CFD是解决流体相关复杂工程问题的重要手段,随着流体力学研究和工程应用问题的日益复杂,更高效、精确的CFD算法研究至关重要。提出了一种基于降阶模型(ROM)和梯度优化用于加速稳态流场的收敛方法。该方法首先收集CFD迭代求解过程中的流场快照构造基于正交分解(POD)的降阶模型,然后使用梯度优化方法求解降阶模型得到残差更低的流场,最后以该流场为初值继续进行CFD迭代求解从而加速CFD的收敛过程。将该方法用于基于有限体积法的CFD求解器中,针对无黏、湍流算例验证了所提加速收敛方法的有效性。结果表明,加速收敛方法相比于初始CFD方法迭代步数能显著减少2~3倍,是一种高效且鲁棒的加速收敛方法,且在复杂工程问题中具有广泛的应用前景。
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关 键 词: | 计算流体力学 加速收敛方法 降阶模型 梯度优化 有限体积法 |
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