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采用本征正交分解和长短期记忆网络模型的离心泵流场预测
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作者 肖颖 肖翔域 +2 位作者 段壮 孙中国 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期119-130,共12页
针对流体机械领域中瞬态流场预测的复杂性以及现有本征正交分解-径向基函数(POD-RBF)模型在时间依赖性预测方面的局限性,引入本征正交分解-长短期记忆网络(POD-LSTM)模型,以提升预测的准确性和效率。通过计算流体动力学(CFD)对二维圆柱... 针对流体机械领域中瞬态流场预测的复杂性以及现有本征正交分解-径向基函数(POD-RBF)模型在时间依赖性预测方面的局限性,引入本征正交分解-长短期记忆网络(POD-LSTM)模型,以提升预测的准确性和效率。通过计算流体动力学(CFD)对二维圆柱绕流进行分析,比较了POD-RBF与POD-LSTM模型在瞬态流场预测性能上的差异。进一步将POD-LSTM模型应用于离心泵瞬态流场预测,详细分析了离心泵叶轮、蜗壳及密封装置的预测效果。计算结果表明:相较于POD-RBF模型,POD-LSTM模型在预测距离训练集较远时刻的流场时性能较优,预测精度较高,压力场的平均相对偏差仅为0.96%;与传统CFD方法相比,POD-LSTM模型在预测离心泵压力场和y方向速度场时的平均相对偏差分别为0.06%、6.07%,计算时间仅为传统CFD方法的0.01%,显著降低了计算成本;POD-LSTM模型的预测结果与CFD模拟结果的一致度较高,验证了其在离心泵流场预测中的精准性。研究可为流体机械领域数字孪生体的构建提供新的技术路径。 展开更多
关键词 本征正交分解和长短期记忆网络 离心泵 瞬态流场预测 数字孪生
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利用长短期记忆神经网络的改进POD-Galerkin降阶模型及其在流场预测中的应用 被引量:5
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作者 张译文 王志恒 +1 位作者 邱睿贤 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期12-21,共10页
针对标准POD-Galerkin降阶模型在流场快速预测中存在误差而导致精度不高的问题,提出了一种利用长短期记忆神经网络的改进POD-Galerkin降阶模型。使用本征正交分解对流场进行降维,投影得到低维降阶模型,引入两个长短期记忆神经网络,建立... 针对标准POD-Galerkin降阶模型在流场快速预测中存在误差而导致精度不高的问题,提出了一种利用长短期记忆神经网络的改进POD-Galerkin降阶模型。使用本征正交分解对流场进行降维,投影得到低维降阶模型,引入两个长短期记忆神经网络,建立从POD-Galerkin降阶模型到实际POD模态时间系数之间的修正映射、低阶模态时间系数与高阶模态时间系数之间的扩展映射,分别用于消除标准POD-Galerkin降阶模型的误差累积和扩展降阶模型的阶数,从而实现物理驱动与数据驱动混合的流动降阶模型的构建。将改进POD-Galerkin降阶模型应用于二维圆柱绕流的流场预测,通过与原始标准POD-Galerkin降阶模型的对比,分析了所提模型的精度和计算速度。结果表明:添加神经网络修正项后的降阶模型相较于标准POD-Galerkin降阶模型,有效提升了降阶模型的精度,预测各阶模态时间系数的均方根误差能够减小1~2个数量级,预测的流场更接近原始流场;在预测相同阶数的情况下,计算时间显著减小,基于4阶和6阶扩展的8阶改进降阶模型相较于原始8阶POD-Galerkin降阶模型预测速度分别提高了约56%和25%。 展开更多
关键词 本征分解 降阶模型 神经网络 流场预测
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基于正交小波和长短期记忆神经网络的用电负荷预测方法 被引量:19
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作者 张林 赖向平 +1 位作者 仲书勇 李柯沂 《现代电力》 北大核心 2022年第1期72-79,共8页
用电负荷数据的波动性和周期性会影响电力负荷预测的准确性,针对此问题,文中提出了一种基于正交小波长短期记忆神经网络(orthogonal wavelet transform-long short-term memory,OWT-LSTM)的用电负荷预测方法。该方法对用电负荷序列进行... 用电负荷数据的波动性和周期性会影响电力负荷预测的准确性,针对此问题,文中提出了一种基于正交小波长短期记忆神经网络(orthogonal wavelet transform-long short-term memory,OWT-LSTM)的用电负荷预测方法。该方法对用电负荷序列进行正交小波分解,消除负荷数据的波动性,然后利用LSTM及其变种神经网络对正交小波分解后的各尺度负荷序列进行建模训练,通过各序列预测结果进行预测重构,获得最终的负荷预测结果。通过用户用电负荷数据集验证表明,该方法的预测性能优于其他模型,具有较高的预测精确性和稳定性。 展开更多
关键词 电力负荷 小波变换 长短期记忆网络 预测重构 预测精确度
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城轨车-地场景下基于CGAN-LSTM网络的OTFS-ISAC系统信道估计
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作者 杨骞 苏宏升 +1 位作者 陶旺林 刘大为 《通信学报》 北大核心 2025年第2期59-71,共13页
为解决商用B5G/6G城轨车-地场景下通信感知一体化(ISAC)信号传输信道估计问题,提出了一种基于深度学习的信道估计方法。建立基于正交时频空(OTFS)调制的ISAC信号传输系统模型,引入OTFS导频辅助,设计条件生成对抗网络和长短期记忆网络结... 为解决商用B5G/6G城轨车-地场景下通信感知一体化(ISAC)信号传输信道估计问题,提出了一种基于深度学习的信道估计方法。建立基于正交时频空(OTFS)调制的ISAC信号传输系统模型,引入OTFS导频辅助,设计条件生成对抗网络和长短期记忆网络结合的CGAN-LSTM,将混沌博弈优化算法与经典Adam优化器结合,对网络参数进行优化,利用优化网络完成信道估计。仿真结果表明,所提方法在归一化均方误差和误码率方面,优于传统的信道估计方法,为ISAC信号检测和恢复提供必要数据基础。 展开更多
关键词 通信感知一体化 时频空 条件生成对抗网络 长短期记忆 混沌博弈优化
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基于FMCW雷达的人体生命体征信号预测算法 被引量:5
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作者 杨路 雷雨霄 余翔 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第1期43-56,共14页
将FMCW雷达检测到的人体生命体征信号,用于预测未来一段时间内人体生命体征信号是否异常,具有明显的应用价值。该方向当前研究主要针对如何进一步降低重构误差、提升生命体征信号的预测精度。为此,本文提出一种自适应变分模态分解-长短... 将FMCW雷达检测到的人体生命体征信号,用于预测未来一段时间内人体生命体征信号是否异常,具有明显的应用价值。该方向当前研究主要针对如何进一步降低重构误差、提升生命体征信号的预测精度。为此,本文提出一种自适应变分模态分解-长短期记忆神经网络的生命体征信号预测方法。针对静止状态下的人体,通过雷达采集到的生命体征信号,采用粒子群算法优化变分模态分解VMD的模态分量个数K和惩罚系数α的值,实现自适应选取后用于VMD分解,再将分解后的模态分量进行叠加重构。采用粒子群算法优化长短期记忆网络模型中的网络层数、学习率、正则化系数等3个参数,自适应选取合适的参数组合,将重构后的信号通过优化后的LSTM网络进行预测。实验结果显示本文所提预测方法在10位志愿者的预测结果与原始数据的均方根误差平均值为0.017 188 9,平均绝对误差的平均值为0.007 158,相较于当前其他研究,预测精度上有明显提升。 展开更多
关键词 生命体信号预测 变分模态分解 长短期记忆递归网络 粒子群算法
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基于变分模态分解和深度学习的短期电力负荷预测模型 被引量:18
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作者 阳曾 丁施尹 +3 位作者 叶萌 李晶 薛书倩 吴昊天 《电测与仪表》 北大核心 2023年第2期126-131,146,共7页
提升负荷预测的准确性对于指导电力系统的生产计划、经济调度以及稳定运行至关重要。提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)神经网络的短期负荷预测模型。利用VMD算... 提升负荷预测的准确性对于指导电力系统的生产计划、经济调度以及稳定运行至关重要。提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)神经网络的短期负荷预测模型。利用VMD算法将负荷序列分解成不同的本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF),每个IMF结合LSTM进行预测,将各部分预测结果叠加得到VMD-LSTM模型的预测结果。分析实验结果,相比单一LSTM和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)组合LSTM预测方法,该方法能有效的提升负荷预测的准确性。 展开更多
关键词 短期负荷预测 变分模态分解 本征模态函数 长短期记忆神经网络
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基于POD-DNN降阶模型的油浸式变压器绕组稳态温升快速计算方法
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作者 赵庆贤 刘云鹏 +3 位作者 刘刚 傅榕韵 邹莹 武卫革 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第6期2423-2436,I0033,共15页
为解决油浸式变压器绕组稳态温升计算耗时久的问题,该文提出一种基于POD-DNN降阶模型的快速计算方法。首先,通过绕组稳态温升全阶模型构建快照矩阵,并基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)获得物理系统的模态及模态... 为解决油浸式变压器绕组稳态温升计算耗时久的问题,该文提出一种基于POD-DNN降阶模型的快速计算方法。首先,通过绕组稳态温升全阶模型构建快照矩阵,并基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)获得物理系统的模态及模态系数。然后,建立工况参数与模态系数间的深度神经网络(deep neural networks,DNN)代理模型,解决POD方法中非线性项求解效率低和控制方程依赖强的局限,同时设计网络正则化策略,避免小样本下模型过拟合。最后,将DNN代理模型预测的模态系数与对应的POD模态线性加权,重构绕组温度场。经验证,POD-DNN求解的绕组温升结果与Fluent仿真和试验测量高度一致,计算效率相较于全阶模型和Fluent仿真分别提升了247478倍和23056倍,该算法能够为变压器的在线监测、运行维护和绝缘设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 本征分解 深度神经网络 绕组稳态温升 快速计算 降阶模型
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基于POD-ANN的气冷堆多物理场耦合预测研究
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作者 曹忠彬 马誉高 +2 位作者 邱志方 黄善仿 魏宗岚 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第7期1427-1436,共10页
由于堆芯中存在不同物理场的相互作用,气冷堆在安全设计方面存在一定挑战,因此有必要构建气冷堆核、热、力等多物理场之间的耦合。但常规的堆芯多物理场耦合计算数据交换和网格映射效率低,且计算资源消耗量大,人工神经网络作为具有强大... 由于堆芯中存在不同物理场的相互作用,气冷堆在安全设计方面存在一定挑战,因此有必要构建气冷堆核、热、力等多物理场之间的耦合。但常规的堆芯多物理场耦合计算数据交换和网格映射效率低,且计算资源消耗量大,人工神经网络作为具有强大非线性拟合能力的方法,与模型降阶方法相结合可以实现多物理场耦合结果的快速获取。本研究针对小型气冷堆进行建模和耦合计算,并分析其堆芯核热力耦合特性,提出基于本征正交分解和人工神经网络(POD-ANN)的堆芯核热力耦合代理模型,以耦合计算结果作为数据基础,经降维和神经网络训练后,实现了核热力耦合结果的预测。结果表明,与应力场、位移场相比,温度场代理模型的预测效果更好。堆芯燃料温度、应力和位移的平均误差分别为1.75 K、1.47 MPa和0.026 mm,平均相对误差均小于3%,可见堆芯代理模型预测值与实际堆芯耦合计算结果符合较好。表明POD-ANN方法具有一定的有效性和可行性,为气冷堆瞬态分析中应用多物理场耦合提供了新的思路和方向。 展开更多
关键词 气冷堆 本征分解 人工神经网络 多物理场耦合
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EOF-LSTM神经网络的电离层TEC预报模型 被引量:14
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作者 汤俊 李垠健 +1 位作者 钟正宇 高鑫 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第9期911-915,944,共6页
为有效利用电离层总电子含量序列的时间信息,提出一种经验正交函数分解与长短期记忆神经网络组合的预报模型,利用IGS提供的云南地区TEC格网数据,分别对不同地点和不同时段的电离层进行建模预报。实验结果表明,该模型在同一时段预报5 d的... 为有效利用电离层总电子含量序列的时间信息,提出一种经验正交函数分解与长短期记忆神经网络组合的预报模型,利用IGS提供的云南地区TEC格网数据,分别对不同地点和不同时段的电离层进行建模预报。实验结果表明,该模型在同一时段预报5 d的TEC值均方根误差最优达1.83 TECu,较单一模型减小16%,其平均相对精度最优达91.56%,较单一模型增加7%;在同一地点预报5 d的TEC值均方根误差最优达1.86 TECu,较单一模型减小25%,其平均相对精度最优达90.74%,较单一模型增加7%。 展开更多
关键词 经验函数 长短期记忆神经网络 电离层总电子含量 预报模型
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铁路道砟形态特征的统计分析与几何重构 被引量:3
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作者 肖军华 郭佳奇 +1 位作者 张德 薛立华 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1758-1769,共12页
道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征,以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例,采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据,引入道砟整体形态特征指标(长轴、中轴、短轴、球度指数),提出道砟局部形态特征指标... 道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征,以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例,采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据,引入道砟整体形态特征指标(长轴、中轴、短轴、球度指数),提出道砟局部形态特征指标(曲率指数),统计并建立上述整体和局部形态特征指标的概率密度分布函数。在此基础上,基于本征正交分解(POD)及径向基(RBF)神经网络提出了基于颗粒形态指标概率密度分布的道砟样本的重生成算法,重构道砟颗粒样本库。采用上述重生成算法分别重构了600及4000个颗粒道砟,结果表明:重构道砟样本形态特征指标的统计分布结果均与真实扫描试样结果接近,证明该方法能够快速实现基于颗粒形态指标概率密度分布的任意数量道砟样本的建立。 展开更多
关键词 道砟形态特 曲率指数 本征分解 径向基神经网络 道砟重生成
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基于测点聚类的POD-BPNN风压重构方法 被引量:1
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作者 杜晓庆 沈祥宇 +1 位作者 董浩天 陈统岳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期11-21,共11页
文章提出本征正交分解(POD)与聚类分析结合的结构表面风压测点分类与关键测点布置方法,基于少量测点的风压数据,通过POD与误差反向传播神经网络(BPNN)方法实现方柱结构表面风压时程的重构。机器学习数据集为多风向角均匀来流下单方柱测... 文章提出本征正交分解(POD)与聚类分析结合的结构表面风压测点分类与关键测点布置方法,基于少量测点的风压数据,通过POD与误差反向传播神经网络(BPNN)方法实现方柱结构表面风压时程的重构。机器学习数据集为多风向角均匀来流下单方柱测压风洞试验得到的测点风压时程。将44个测点的风压时程数据POD降维,并采用K-means++聚类分析得到方柱周向轮廓系数分布,并基于轮廓系数的多风向角平均值,得到12、16、20和24个关键测点的轴对称布置方案。以关键测点的风压时程数据为训练集,采用POD-BPNN方法重构方柱表面其余测点所在位置的风压时程,并将风压时程及其统计值同试验结果对比。从12~20测点方案,风压重构精度逐步提升;20测点和24测点方案的重构风压差异较小,二者都能较好地重构方柱表面风压分布,仅在0°风向角方柱脉动风压误差偏大。 展开更多
关键词 风压时程重构 聚类分析 本征分解 误差反向传播神经网络 风压测点布置
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基于LSTM-POD的汽车湍流尾迹的高时间分辨速度场重构
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作者 杨志刚 李俣静 +2 位作者 夏超 王梦佳 余磊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1302-1313,共12页
本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散... 本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散点的时间分辨速度信号的映射关系,实现了方背Ahmed汽车标模湍流尾迹流场的高时间分辨率重构,并对比了不同时间步长配置,即单时间步长(LSTM-Sin)和多时间步长(LSTM-Mul)对重构效果的影响。研究表明:LSTM-POD模型在时间序列重构中具有较强的学习和泛化能力。另外,LSTM-Mul考虑到了时间上的连续性和相关性,相较于LSTM-Sin,其重构出的低阶模态系数和速度场与POD的重构结果更吻合。本研究提出的深度学习模型可以缓解通过实验及高精度数值模拟获取高时间分辨率流场数据资源消耗大、计算效率低等问题。 展开更多
关键词 汽车湍流尾迹 深度学习 流场重构 本征分解 长短记忆
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注意力去噪与复数LSTM的时变信道预测算法
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作者 陈永 蒋丰源 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期29-40,共12页
随着无线通信技术的发展,高速场景下通信技术的研究也越来越广泛,其中获取到准确的信道状态信息对提升无线通信系统的性能具有重要的意义。针对正交频分复用系统在高速场景下,现有信道预测算法未考虑噪声影响及预测精度低的问题,提出了... 随着无线通信技术的发展,高速场景下通信技术的研究也越来越广泛,其中获取到准确的信道状态信息对提升无线通信系统的性能具有重要的意义。针对正交频分复用系统在高速场景下,现有信道预测算法未考虑噪声影响及预测精度低的问题,提出了一种注意力去噪与复数卷积LSTM的时变信道预测算法。首先,设计了一种通道注意力信道去噪网络对信道状态信息进行去噪处理,降低了噪声对信道状态信息的影响。然后,提出了基于复数卷积层和长短期记忆网络的信道预测模型,对去噪后历史时刻的信道状态信息进行特征提取,并且对未来时刻的信道状态信息进行预测;改进后的LSTM预测模型增强了对信道时序特征的提取能力,提高了信道预测的精度。最后,结合Adam优化器对未来时刻信道状态信息进行预测输出。仿真结果表明:与对比算法相比,所提基于注意力去噪与复数卷积LSTM的时变信道预测算法对信道状态信息的预测精度更高,能够适用于高速移动场景下的时变信道预测。 展开更多
关键词 时变信道预测 高速场景 通道注意力去噪 复数卷积长短期记忆网络 频分复用
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基于POD-LSTM的污水处理过程模型预测控制 被引量:2
14
作者 马会彪 曾静 《电子测量技术》 北大核心 2024年第13期81-88,共8页
为了解决模型预测控制在污水处理等大型非线性系统中求解非线性优化问题时计算成本较高的问题,本文提出了一种应用于污水处理基准的降阶神经网络模型预测控制算法。首先,针对污水处理中的大规模非线性和强耦合性系统,采用本征正交分解... 为了解决模型预测控制在污水处理等大型非线性系统中求解非线性优化问题时计算成本较高的问题,本文提出了一种应用于污水处理基准的降阶神经网络模型预测控制算法。首先,针对污水处理中的大规模非线性和强耦合性系统,采用本征正交分解方法构建出降阶过程模型,降低非线性系统的复杂度。然后,利用长短期记忆网络来近似降阶之后的系统,从而解决降阶后的系统难以用显式表达的问题。最后,在此降阶系统的基础上设计模型预测控制器,实现对污水处理的高效控制。实验结果表明,在保证较好控制效果的同时,所提出的降阶神经网络模型预测控制策略相较于污水处理第一原理模型的模型预测控制策略,计算时间大幅度减少。 展开更多
关键词 模型预测控制 污水处理 本征分解 长短期记忆网络
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基于POD-ANNS的架空输电线路舞动响应预测 被引量:1
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作者 蔡萌琦 田博文 +2 位作者 闵光云 杨曙光 包婉玉 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第5期10-18,共9页
针对塔线体系下覆冰八分裂导线的舞动特性,通常采用有限元法(FEM)获取舞动响应,但是FEM往往会花费大量时间,获取舞动响应的时间成本巨大,有限模型搭建难度大、类型繁多,同时也必须考虑动力学求解中计算不收敛等棘手问题。因此,获得不同... 针对塔线体系下覆冰八分裂导线的舞动特性,通常采用有限元法(FEM)获取舞动响应,但是FEM往往会花费大量时间,获取舞动响应的时间成本巨大,有限模型搭建难度大、类型繁多,同时也必须考虑动力学求解中计算不收敛等棘手问题。因此,获得不同参数、工况下的舞动响应比较困难。该文提出了一种混合代理模型,该模型能基于本征正交分解(POD)和人工神经网络(ANNS)实现舞动响应的快速预测。将FEM得到的舞动响应组合成快照矩阵,然后基于POD方法得到快照矩阵的POD模态基系数和POD模态;使用3种代理模型(BPNN、RBFNN、CNN)预测POD模态基系数,线性组合预测的POD模态基系数和POD模态,实现舞动响应的快速预测;还对比了3种混合模型下(POD-BPNN、POD-RBFNN、POD-CNN)的预测误差,预测时间。结果表明:3种混合模型均能快速、准确地得到目标响应,并且POD-RBFNN混合模型的误差更小;快照数量达到60个,基本可表征出全部样本的特征。 展开更多
关键词 本征分解 神经网络 有限元分析 舞动特 塔线体系
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海上风力机前端风电场瞬态重构研究
16
作者 姜贞强 王滨 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期65-72,共8页
针对海上风电单机位风速测点有限的关键问题,提出一种基于少数风速测点的海上风力机前端风电场瞬态扩展方法。基于本征正交分解(POD)将先验风电场数据分解为时间系数与空间模态特征信息,通过循环神经网络(RNN)建立有限风速测点到全局风... 针对海上风电单机位风速测点有限的关键问题,提出一种基于少数风速测点的海上风力机前端风电场瞬态扩展方法。基于本征正交分解(POD)将先验风电场数据分解为时间系数与空间模态特征信息,通过循环神经网络(RNN)建立有限风速测点到全局风电场的非线性映射关系,实时构建海上瞬态风电场。结果表明基于POD-RNN的重构模型可通过有限风速测点准确重构海上风力机前端风电场,全局风电场瞬态重构均方根误差(RMSE)可控制在1.8136 m/s内。 展开更多
关键词 海上风力机 风电场 循环神经网络 本征分解 瞬态重构
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大跨平屋盖风荷载特性及风压预测研究 被引量:9
17
作者 陈伏彬 唐宾芳 +1 位作者 蔡虬瑞 李秋胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期226-232,共7页
在大气边界层风洞中开展了大跨平屋盖结构刚性模型试验,获得了屋盖表面测点的风压时程,分析了典型风向下屋盖表面平均风压与脉动风压特性。结合本征正交分解技术(POD)与BP神经网络法,提出了一种可用于大跨结构进行空间插值的机器学习法... 在大气边界层风洞中开展了大跨平屋盖结构刚性模型试验,获得了屋盖表面测点的风压时程,分析了典型风向下屋盖表面平均风压与脉动风压特性。结合本征正交分解技术(POD)与BP神经网络法,提出了一种可用于大跨结构进行空间插值的机器学习法—POD-BPNN法,实现了对风压的高效预测。预测的平均风压系数、脉动风压系数、脉动风压的时域与频域特性均与风洞试验值相吻合。表明运用POD-BPNN方法预测大跨结构表面风压是可行的。 展开更多
关键词 大跨平屋盖 平均风压 脉动风压 本征分解 BP神经网络
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基于POD和BPNN的流场快速计算方法 被引量:9
18
作者 贾续毅 龚春林 李春娜 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1212-1221,共10页
采用高精度CFD仿真进行大量流场分析存在计算成本高、耗时长的问题。提出了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和反向传播神经网络(back propagation based neural network,BPNN)的流场快速计算方法。在几何参... 采用高精度CFD仿真进行大量流场分析存在计算成本高、耗时长的问题。提出了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和反向传播神经网络(back propagation based neural network,BPNN)的流场快速计算方法。在几何参数化设计空间中抽样,然后利用POD将高维流场数据映射到低维基模态空间,并用BPNN建立几何参数到基模态系数的多层神经网络模型,实现流场快速预测。在POD和BPNN模型构建中分别引入分区和聚类取样策略,以提高建模效率,降低模型训练耗时。变几何翼型的定常流场案例结果表明:在亚声速情况下,训练所得的模型可以保证流场中等压线、翼面压力系数等信息的预测精度,其升阻力系数平均预测误差在0.4%之内;在跨声速情况下,训练所得的模型升阻力系数平均预测误差在1.4%之内,并且激波位置也可以得到较准确的预测。 展开更多
关键词 本征分解 反向传播神经网络 CFD 聚类 分区
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基于平流层风场预测的浮空器轨迹控制 被引量:12
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作者 李魁 邓小龙 +1 位作者 杨希祥 侯中喜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1008-1018,共11页
平流层风场环境对浮空器设计和轨迹控制具有重要影响。针对平流层风场建模,以长沙地区2005—2010年的风场数据为例,首先采用本征正交分解(POD)方法对风场数据进行降阶处理;然后分别采用Fourier级数与BP神经网络算法对平流层风场进行预测... 平流层风场环境对浮空器设计和轨迹控制具有重要影响。针对平流层风场建模,以长沙地区2005—2010年的风场数据为例,首先采用本征正交分解(POD)方法对风场数据进行降阶处理;然后分别采用Fourier级数与BP神经网络算法对平流层风场进行预测,并对2种模型的预测精度进行比较分析;最后通过建立临近空间浮空器的动力学模型和高度调控模型,分析2种风场预测模型对浮空器轨迹控制的影响。研究结果表明,相对于Fourier预测模型,基于BP神经网络预测模型的预测精度更高,可信度更强,能够更好地为浮空器飞行轨迹控制提供参考价值。 展开更多
关键词 本征分解(POD)方法 FOURIER级数 BP神经网络算法 风场预测 临近空间浮空器
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E^(3)高压涡轮三维流场快速预测方法研究 被引量:1
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作者 崔晟 苏纬仪 +3 位作者 孙斐 王谋远 关开港 张文强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期54-66,共13页
快速获得温度场和压力场载荷环境是航空发动机涡轮寿命预测的关键。在本征正交分解的基础上,分别采用响应面法、径向基函数、Kriging方法和BP神经网络,构建了E^(3)涡轮三维流场拓扑结构的多种快速预测方法,为载荷环境实时预测提供了途... 快速获得温度场和压力场载荷环境是航空发动机涡轮寿命预测的关键。在本征正交分解的基础上,分别采用响应面法、径向基函数、Kriging方法和BP神经网络,构建了E^(3)涡轮三维流场拓扑结构的多种快速预测方法,为载荷环境实时预测提供了途径。结果表明,本征正交分解能成功地实现E^(3)涡轮三维旋转流场的降阶,基于响应面法、径向基函数、Kriging方法和BP神经网络能精确预测涡轮流场预测结构,但在预测精度、速度等方面存在差异。在样本空间范围内点预测上,10阶模型下四种方法预测出的压力场和温度场误差均小于1%,流量、效率预测误差低于0.4%;在样本空间范围以外点的预测上,径向基函数和Kriging方法的表现不稳定。涡轮壁面流场相关性分析表明,压力场预测精度与转速、进口压力高度相关;温度场与转速、进口压力的相关性弱于压力场。 展开更多
关键词 高压涡轮 本征分解 代理模型 神经网络 快速预测 相关分析
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