基于神经网络的减阻沟槽壁面形状优化

作者:李超群; 唐硕; 李易; 耿子海
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针对槽形优化问题,基于神经网络对槽壁形状进行优化。模型采用槽道流动模型,控制方程为粘性不可压缩Navier-Stokes(NS)方程,流动解采用直接数值模拟(DNS)法,对流项离散采用紧致四阶中心格式,粘性项离散采用四阶中心格式,时间推进采用三阶Runge-Kutta格式。在神经网络优化过程中,约束方程是不可压缩方程。采用基于在线学习的自适应控制器,采用基于抑制传播方向的控制律。控制量由墙体变形提供。优化结果表明,壁面的最大减阻效果可达17.41%。对于优化后的壁面,湍流强度降低了19.68%,壁面涡度和雷诺数也降低了。由于湍流是非定常的,优化后的壁面形状也是时变的,但它仍然呈现出流道的整体形状。