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基于嵌入式多项式混沌展开法的随机边界下流动与传热问题不确定性量化 被引量：3
1
作者 姜昌伟 刘星 +2 位作者 石尔 李韬海 江怡 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第5期481-491,共11页
提出了一种嵌入式多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的随机边界条件下流动与传热问题不确定性量化方法及有限元程序框架.该方法利用Karhunen-Loeve展开表达随机输入边界条件,以及嵌入式多项式混沌展开法表达输出随机场;... 提出了一种嵌入式多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的随机边界条件下流动与传热问题不确定性量化方法及有限元程序框架.该方法利用Karhunen-Loeve展开表达随机输入边界条件,以及嵌入式多项式混沌展开法表达输出随机场;同时利用谱分解技术将控制方程转化为一组确定性控制方程,并对每个多项式混沌进行求解得到其统计特征.与Monte-Carlo法相比,该方法能够准确高效地预测随机边界条件下流动与传热问题的不确定性特征,同时可以节省大量计算资源. 展开更多
关键词 不确定性量化 嵌入式多项式混沌展开 随机边界条件 流动与传热 随机有限元
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非嵌入式多项式混沌法在爆轰产物JWL参数评估中的应用 被引量：15
2
作者 王瑞利 刘全 温万治 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期9-15,共7页
介绍了非嵌入多项式混沌法的数学模型,给出了非嵌入式多项式混沌法进行不确定度量化的主要步骤。采用此方法研究了平面、散心爆轰问题数值模拟中,JWL模型参数R1、R2服从均匀分布的随机变量时所引起的爆轰过程计算结果的不确度性,着重分... 介绍了非嵌入多项式混沌法的数学模型,给出了非嵌入式多项式混沌法进行不确定度量化的主要步骤。采用此方法研究了平面、散心爆轰问题数值模拟中,JWL模型参数R1、R2服从均匀分布的随机变量时所引起的爆轰过程计算结果的不确度性,着重分析了爆轰传播过程中压力与密度的统计特性。研究结果表明,非嵌入式多项式混沌法可以为模型输入参数不确定性的传播对输出结果响应量的影响建立一种有效不确定度评估方法,为使用JWL模型时选取参数提供参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 JWL状态方程 参数选取 非嵌入式多项式混沌法 不确定度量化
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不确定水声场随机多项式系数解法 被引量：6
3
作者 程广利 张明敏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-25,共5页
基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基... 基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基于非嵌入式随机多项式展开法获得每段的随机多项式,继而得到整个输入变量区间对应的传播损失表达式.结果表明,数值积分法仅适合于计算随单个不确定海洋环境参数不剧烈变化的传播损失,分段概率配点法可高精度计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失. 展开更多
关键词 不确定水声场 非嵌入式随机多项式展开法 随机多项式系数 数值积分法 分段概率配点法
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全局叶型扭转角误差对轴流压气机性能影响的不确定性量化分析方法
4
作者 翟益琛 楚武利 +2 位作者 刘铠烨 莫喻钦 申轶豪 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期110-123,共14页
为了研究全局叶型扭转角误差对跨声速压气机叶片性能参数及流场结构的影响,以Rotor37为研究对象提出了一种不确定性量化流程及方法。首先基于主成分分析方法构建几何不确定性三维降阶模型,然后基于非嵌入式混沌多项式中三维正态分布变... 为了研究全局叶型扭转角误差对跨声速压气机叶片性能参数及流场结构的影响,以Rotor37为研究对象提出了一种不确定性量化流程及方法。首先基于主成分分析方法构建几何不确定性三维降阶模型,然后基于非嵌入式混沌多项式中三维正态分布变量的选取方法,用数值方法求解需求样本点上的全三维Reynolds-averaged Navier-Stokes方程以构建非嵌入式混沌多项式,借以评估大样本量下的性能响应,结果显示性能参数的统计结果服从正态分布,其平均水平不受影响,但存在约1%的波动。利用Spearman相关性分析得到影响流场的关键展向截面位置,结果表明效率与70%~100%叶高范围内的扭转角误差负相关性最强,加工时应着重提高此区域的加工精度。通过分析统计学意义下流场的波动情况和具有极端效率叶型的流场特征以探究扭转角误差对性能的影响机理,结果表明在间隙泄漏流与激波位置处的流场波动程度最剧烈,扭转角误差通过影响激波位置与泄漏流强度从而影响二者的相互干扰作用,继而影响下游的堵塞程度,最终对效率产生影响。由此可见,全局扭转角误差对叶片性能及流场的影响已不容忽视,在稳健性设计中应根据流场特征着重考虑。 展开更多
关键词 跨声速压气机叶片 扭转角误差 主成分分析 非嵌入式混沌多项式 不确定性量化
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真实运行状态下叶顶间隙尺寸波动对跨声速转子气动性能的影响研究 被引量：11
5
作者 马驰 高丽敏 +1 位作者 李瑞宇 李杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1958-1966,共9页
为分析跨声速转子实时波动的叶顶间隙尺寸对气动性能的影响,对跨声速压气机转子真实运行状态下一个稳定工况实时波动的叶顶间隙数据进行统计分析,获得了叶顶间隙尺寸的总体水平、波动幅值和概率分布形式。以跨声速压气机转子NASA Rotor... 为分析跨声速转子实时波动的叶顶间隙尺寸对气动性能的影响,对跨声速压气机转子真实运行状态下一个稳定工况实时波动的叶顶间隙数据进行统计分析,获得了叶顶间隙尺寸的总体水平、波动幅值和概率分布形式。以跨声速压气机转子NASA Rotor 37为研究对象,采用非嵌入式混沌多项式不确定性量化方法,对100%转速下近失速和峰值效率两个工况施加相同叶顶间隙波动对跨声速转子气动性能的影响进行了不确定性量化分析。结果表明,真实运行状态下叶顶间隙波动对气动性能的总体水平无影响,但会缩小喘振裕度3.75%;近失速工况对叶顶间隙波动更为敏感,各参数的相对波动幅值均较峰值效率工况有所增大,等熵效率受叶顶间隙波动的影响比质量流量和总压比大;近失速工况下叶顶间隙波动在叶高方向上的影响范围和强度均大于峰值效率工况,98%叶高位置处静压系数和总压损失系数最大相对波动幅值分别可达14.84%和5%。峰值效率工况下流场中的不确定性主要由叶顶泄漏流及其与激波相互作用引起;而近失速工况下流场当中的不确定性则是由激波和吸力面分离流动起主要作用。 展开更多
关键词 不确定性量化 跨声速压气机转子 叶顶间隙 气动性能 非嵌入式混沌多项式
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浅海声场对不确定环境参数的灵敏度分析方法 被引量：3
6
作者 程广利 胡金华 张明敏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期567-571,共5页
为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声... 为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声场对该不确定参数的全局灵敏度分析方法,引入Sobol指数法定量计算声场对不确定环境参数的全局灵敏度。算例结果表明文中提出的分析方法可快速获得浅海声场对不确定参数的灵敏度,可用于优化不确定浅海环境参数模型。 展开更多
关键词 声学 不确定水声场 局部灵敏度分析 全局灵敏度分析 非嵌入式随机多项式展开法 Sobol指数法
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叶顶间隙偏差对叶片气动性能影响的不确定性研究 被引量：10
7
作者 姬田园 楚武利 +1 位作者 戴雨晨 张耀峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期129-141,共13页
在压气机叶片加工过程中,实际加工得到的叶片外形与设计叶型不可避免会存在一些偏差。为研究叶片叶顶间隙尺寸波动对性能的影响,以Rotor 37为研究对象,采用三维定常数值模拟方法,基于非嵌入式混沌多项式中二维正态分布变量产生方法,分... 在压气机叶片加工过程中,实际加工得到的叶片外形与设计叶型不可避免会存在一些偏差。为研究叶片叶顶间隙尺寸波动对性能的影响,以Rotor 37为研究对象,采用三维定常数值模拟方法,基于非嵌入式混沌多项式中二维正态分布变量产生方法,分别对叶片前缘叶顶间隙和尾缘叶顶间隙进行尺寸波动干扰,研究了叶顶间隙不确定性对气动性能和流场的不确定性影响,评估了公差带内叶顶间隙偏差与气动性能变化的相关性,并探究了叶顶间隙变化对叶片稳定裕度的影响机理。研究发现,叶顶间隙偏差对等背压条件下叶片质量流量、等熵效率和总压比的平均水平几乎不会造成影响;叶顶间隙偏差所造成的气动性能分布标准差随工况点向不稳定边界的逼近而逐渐增大。同时,叶顶间隙不确定性会导致样本稳定裕度均值有所降低,不确定性分析中稳定裕度均值相对原型叶片下降了2.42%。流场结构方面,叶顶间隙偏差主要影响80%叶高以上部分流场;叶顶间隙偏差对叶顶区域泄漏流产生的影响,导致了叶片稳定裕度的变化。 展开更多
关键词 叶顶间隙 加工偏差 非嵌入式混沌多项式 气动性能 不确定性量化
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叶片安装角偏差对动叶性能影响的不确定性研究 被引量：9
8
作者 李玉 楚武利 姬田园 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期49-59,共11页
为了揭示叶片安装角偏差对压气机性能的影响,基于非嵌入式混沌多项式法结合数值模拟,以NASA Rotor37为研究对象,进行了叶片安装角偏差的不确定性量化分析。在峰值效率工况和近失速工况下,进行气动性能统计分析,获得了不同输出参数的均... 为了揭示叶片安装角偏差对压气机性能的影响,基于非嵌入式混沌多项式法结合数值模拟,以NASA Rotor37为研究对象,进行了叶片安装角偏差的不确定性量化分析。在峰值效率工况和近失速工况下,进行气动性能统计分析,获得了不同输出参数的均值、标准差和概率分布,探讨各性能参数与安装角偏差间的相关程度并进行流场分析,深入研究安装角偏差波动对内部流场规律的影响。结果表明:安装角偏差对气动性能的影响程度与所处工况有关,近失速工况下,绝热效率受安装角偏差影响的敏感性更大,绝热效率的相对波动幅度相比较峰值效率工况增加了22.95%;总压比与安装角偏差呈较强线性负相关,绝热效率与安装角偏差呈较强线性正相关;不同工况下流场敏感区域有所不同,峰值效率工况下,激波及波后叶尖间隙泄漏流动轨迹受误差不确定性的影响程度较大;近失速工况下,波后间隙泄漏涡破碎区域和吸力面分离流动对安装角不确定性较为敏感;流场中不同区域的损失受安装角偏差影响程度不同,其中尾缘处的损失对安装角偏差的不确定性最为敏感。 展开更多
关键词 压气机转子 安装角偏差 不确定性量化 非嵌入式混沌多项式
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声场计算模型的环境宽容性分析
9
作者 秦凯丽 胡长青 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期15-23,共9页
浅海水声环境容易受到各种因素的影响,导致其环境参数具有很强的不确定性,依据环境宽容性选择快速、精确的声场计算模型是保证后续研究分析正确性的重要前提。以海水声速为例,简述了基于传播损失和声场互相关系数的计算模型环境宽容性... 浅海水声环境容易受到各种因素的影响,导致其环境参数具有很强的不确定性,依据环境宽容性选择快速、精确的声场计算模型是保证后续研究分析正确性的重要前提。以海水声速为例,简述了基于传播损失和声场互相关系数的计算模型环境宽容性分析方法。为定量描述环境和声场计算模型的失配情况,在研究浅海不确定环境对于声场空间相关性影响的基础上,结合水声环境不确定性推理模型,得到声场空间相关半径和传播损失概率分布可信区间,提出利用声场空间相关半径相对值来度量声场计算模型的环境宽容性,同时利用非嵌入式随机多项式展开(NON-Polynomial Chaos Expansion, NPCE)法,结合差值评定方法对得到的环境宽容区间进行验证,结果表明,利用声场相关半径相对值可以定量分析不确定性环境下声场计算模型的宽容性。 展开更多
关键词 宽容性分析 模型失配 声场空间相关性 不确定性海洋环境 非嵌入式随机多项式展开法
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