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题名基于离散伴随方程求解梯度信息的若干问题研究
被引量：22
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作者
黄江涛
刘刚
周铸
高正红
黄勇
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机构
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
西北工业大学
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第4期554-562,共9页
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基金
国家自然科学基金(11402288)
国家重点研发计划"数值飞行器原型系统"(2016YFB0200704)
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文摘
基于自主研发的大规模并行化结构化网格RANS求解器PMB3D,开展了黏性离散伴随方程构造、求解方法的研究与讨论。首先对离散伴随求解梯度的思想进行简要介绍,进一步对无黏项、人工黏性项、黏性项部分对离散伴随方程贡献以及变分推导进行了详细介绍;文中对离散伴随方程无黏项、黏性项边界条件实现形式进行了详细研究,并对关键模块变分推导的一些简化方式进行了研究讨论,通过典型宽体飞机标模、外压式超声速进气道算例,分析了所采用的简化处理方式对不同问题梯度求解精度的影响。最后在并行化求解、时间推进以及加速收敛方面进行了探讨、验证。数值模拟表明,文中采用的离散伴随方程形式更有利于程序化、模块化,梯度计算精度完全满足气动优化设计需要。
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关键词
离散伴随方程
气动优化
梯度信息
边界条件
时间推进
并行计算
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Keywords
discrete adjoint
aerodynamic optimization
gradient information
boundary condition
parallelized computation
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于迎风格式伴随方程的飞行器边界特性设计方法
- 2
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作者
邓俊
高正红
黄江涛
赵轲
夏露
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机构
西北工业大学航空学院
中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所
西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室
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出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第1期281-292,共12页
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基金
重点实验室项目(614220121020128)。
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文摘
飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍了离散伴随求解梯度的基本原理,在此基础上推导了伴随方程的无黏项及其边界条件的变分形式,根据通量限制器的处理方式,形成一阶精度、二阶精度和混合精度的伴随方程。对伴随方程的边界处理措施进行了研究。通过ONERA M6机翼梯度精度和鲁棒性验证算例,对比迎风格式和中心格式的伴随方程求解性能,分析限制器和边界处理措施对伴随方程的收敛性和梯度精度的影响。通过CRM翼身组合体巡航气动优化设计和边界特性优化设计算例,验证了求解器对飞行器巡航性能设计和边界特性设计的有效性。计算和设计结果表明,建立的迎风格式伴随方程求解方法鲁棒和梯度精度高,能够适用于飞行器边界特性设计难题的求解。
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关键词
迎风格式
通量限制器
离散伴随方程
梯度计算
边界特性
气动优化
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Keywords
upwind scheme
flux limiter
discrete adjoint equation
gradient calculation
boundary characteristics
aerodynamic optimization
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于分解策略的飞行器气动隐身优化设计研究
被引量：4
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作者
陈保
白俊强
黎明
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机构
西北工业大学航空学院
西北工业大学无人系统技术研究院
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出处
《气体物理》
2019年第6期40-49,共10页
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文摘
为了综合提高飞行器的气动性能与隐身性能,文章利用基于分解策略的梯度优化方法,对某跨声速机翼进行气动隐身综合优化设计.采用Tchebycheff方法,将气动隐身多学科多目标优化问题分解为多个单目标优化子问题,再对每个单目标子问题进行梯度优化.通过求解离散伴随方程获得气动目标对设计变量的梯度,采用自动微分方法对物理光学法(physical optics,PO)程序进行微分,即可得到雷达散射截面(radar cross section,RCS)对设计变量的梯度.经过综合优化,获得优化解集中各给定权重系数对应下的分支解,相比初始机翼,优化机翼的阻力系数减小,升阻比提高,重点方位的雷达散射截面均值减小,验证了该优化设计方法具有较好的实用性.
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关键词
分解策略
梯度优化
离散伴随方程
多学科优化
物理光学法
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Keywords
decomposition
gradient optimization
discrete adjoint equations
multi-disciplinary optimization
physical optics
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分类号
V211.41
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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