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题名机器学习在力学模拟与控制中的应用专题序
被引量：4
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作者
王建春
晋国栋
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机构
南方科技大学工学院力学与航空航天工程系
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期2613-2615,共3页
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文摘
近几年来,随着高性能计算机和大数据科学的快速发展,机器学习方法在各个领域得到了越来越多的应用.力学学科在过去几十年积累了大量的数值模拟数据、实验测量数据和现场监测数据,这些大规模、高维度的数据蕴含了丰富的物理特征,但传统方法无法有效地处理这些庞大的数据群.机器学习方法可以从巨量的数据海洋中挖掘有用的信息,并能为总结新的物理规律提供有效的指导.另一方面,机器学习方法存在着可解释性差、泛化能力弱、容易过拟合等问题.针对基于第一性原理的力学问题开展机器学习研究,并和已知的物理规律相对照,有助于更深入地理解机器学习方法.因此,与机器学习的交叉融合,将有力地促进力学学科研究范式的创新,并不断拓展该学科的研究深度和应用范围.
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关键词
机器学习
物理规律
高性能计算机
力学学科
实验测量数据
交叉融合
物理特征
应用专题
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分类号
TP181
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
O3
[理学—力学]
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题名带冷却气流的亥姆霍兹共振器的声类比模型
被引量：5
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作者
甘振鹏
杨东
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机构
南方科技大学工学院力学与航空航天工程系
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期577-587,共11页
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基金
南方科技大学科研启动经费资助。
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文摘
亥姆霍兹共振器(HR)作为典型的被动消声装置,常被安装于航空发动机和燃气轮机的燃烧室上用以吸收噪声进而抑制燃烧热声振荡.在实际应用中,为防止燃烧室内高温气体损坏HR,常引入冷却气流从HR的背部空腔通过其颈部流入燃烧室,以保护HR.该冷却气流的温度一般显著低于燃烧室内的燃气温度.将这样的HR安装到燃烧室上时,该温差可能影响燃烧室中HR上、下游的声波与熵波关系,并进而影响HR的吸声性能.然而,在以往研究HR对燃烧室内热声振荡的影响的模型中,该温差的影响一般被忽略.本文基于声类比的思想,建立了一个可预测当带有冷却气流的HR被安装于一个一维声学管道中时的消声性能的理论模型.该模型基于一维质量、动量和能量守恒方程,在无黏性耗散作用,忽略体积力、所有的外来热源和热扩散的假设下,首次推导出了侧壁安装有带冷却气流的亥姆霍兹共振器的一维燃烧室中的带源项的波动方程.该方程右侧的源项能体现出共振器对燃烧室内一维声场的影响,通过该方程可以看到共振器所带来的声源/声耗散是由熵扰动与质量扰动项组成.由此可以进一步看出由共振器温差所产生的熵扰动会以声源的形式进入燃烧室内的一维声波方程,并显著地改变HR在其共振频率附近对燃烧室内声场的影响.通过与已有的阶跃条件模型对比,验证了该模型预测HR温差对管道内声场的影响的准确性.
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关键词
热声振荡
亥姆霍兹共振器
声类比
消声器
燃烧室
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Keywords
thermoacoustic oscillation
Helmholtz resonator
acoustic analogy
muffler
combustor
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分类号
V231
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名多层速度格子Boltzmann方法进展及展望
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作者
杨鲲
单肖文
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机构
南方科技大学前沿与交叉科学研究院
南方科技大学工学院力学与航空航天系
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期23-45,I0001,共24页
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基金
国家科技重大专项(J2019-II-0006-0026,J2019-II-0013-0033)
国家自然科学基金(91752204)
+1 种基金
广东省科学技术厅项目(2019B121203001,2020B121203000)
深圳市科技创新委员会项目(KQTD20180411143441009,JCYJ20180504165704491)。
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文摘
格子Boltzmann方法(LBM)自20世纪90年代问世以来,由于计算高效、实施简捷,在多种复杂流动的数值模拟中得到了广泛应用。传统以平衡态分布函数泰勒展开结合半经验理论推导出的LBM模型需要使用低马赫数假设,一度被认为只能适用于等温弱可压流动的计算。近年来将LBM拓展到可压缩和热流计算的模型日益增多,其中在每个离散速度方向有多个速度模态的多层速度模型,因只使用单一分布函数,物理描述上更接近事实而受到了广泛关注。我们简述了几类典型的多层速度模型的构造思路,包括早期的多层速度模型、Watari-Tsutahara模型、比热比可变多层速度模型和Hermite多项式模型。由于Hermite多项式展开法构造的多层速度模型在数学解释上较为自洽,且其低阶形态与传统等温弱可压LBM模型一致,我们着重梳理和归纳了Hermite多项式模型的构造原理与离散速度模型的求解过程,以及时间和空间离散方法。最后对LBM与传统计算流体力学方法的结合进行了简要介绍,例如LBM有限差分、LBM有限体积和LBM有限元方法,并对LBM多层速度模型目前存在的问题和未来发展方向进行了总结。
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关键词
格子BOLTZMANN方法
可压缩流动
多层速度模型
Hermite多项式展开
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Keywords
lattice Boltzmann method
compressible flow
multi-speed model
Hermite polynomial expansion
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分类号
O552.3
[理学—热学与物质分子运动论]
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