[發(fā)明專利]基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710030763.4
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106874561B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;熊闖;王睿星;王曉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

1.基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法，利用該基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法解決機(jī)翼靜氣彈問題，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟一：根據(jù)所作的現(xiàn)實(shí)的抽象、假設(shè)情況，知識的缺乏情況，幾何尺寸和加載條件，材料特性確定輸入?yún)?shù)的上下界，利用區(qū)間合理表征貧信息、少數(shù)據(jù)條件下的不確定性參數(shù)，其中，x表示輸入?yún)?shù)的下界，表示輸入?yún)?shù)的上界；

步驟二：設(shè)置合適的耦合變量的初始上下界k的初始值為1；

步驟三：利用現(xiàn)有的優(yōu)化算法得到y(tǒng)^(k+1)的上下界，y^(k+1)是第k次循環(huán)中得到的y的值，在這一步驟中，牛頓迭代方程被用來作為優(yōu)化函數(shù)；

步驟四：計(jì)算殘余系數(shù)，將第k步迭代得到的y^(k+1)的上下界與第k-1步得到的y^(k)的上下界進(jìn)行比較，殘余系數(shù)的計(jì)算公式為：

其中，是第k次迭代中y_i的上界，y_i^(k)是第k次迭代中y_i的下界；

步驟五：將殘余系數(shù)與設(shè)定的容差ξ相比較，判斷是否收斂，如果收斂，則輸出耦合狀態(tài)變量的響應(yīng)區(qū)間，如果不收斂，將迭代步數(shù)加一，并返回步驟二，進(jìn)行下一次循環(huán)，直至收斂；

對于不可壓縮流中的剛性翼來說，機(jī)翼的上下平動(dòng)對氣動(dòng)力矩沒有影響，機(jī)翼的迎角和氣動(dòng)力矩是耦合狀態(tài)變量，多學(xué)科分析模型可以寫成：

其中M_a是零升力矩，α是機(jī)翼的迎角，α₀是零升迎角，是升力線斜率，q是來流動(dòng)壓且ρ是空氣密度，v是來流速度，e是氣動(dòng)中心到弾性軸之間的距離，K_α是扭簧的剛度，速度v和扭簧剛度K_α被選作不確定性輸入變量，速度v的中值為50m/s，扭簧剛度的中值為168N×m×deg^-1，速度和扭簧剛度的偏差系數(shù)均被設(shè)定為0.1，其余參數(shù)的大小如表3所示，

表3

用基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法獲得的解與基于不動(dòng)點(diǎn)迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法獲得的解相同，而且符合工程實(shí)際，但是，用基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法只迭代了2步就收斂了，而基于不動(dòng)點(diǎn)迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法迭代了54步才收斂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法，其特征在于：所述步驟一中區(qū)間不確定性參數(shù)取決于現(xiàn)實(shí)的抽象、假設(shè)情況，知識的缺乏情況，幾何尺寸和加載條件，材料特性的共同作用，輸入不確定性參數(shù)可以表述為

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛頓迭代的多學(xué)科不確定性傳播分析方法，其特征在于：所述步驟五中容差百分比的預(yù)設(shè)值ξ設(shè)定為10^-6。