[發明專利]一種基于數據擬合的流場受力分析方法在審
| 申請號： | 201810880273.8 | 申請日： | 2018-08-03 |
| 公開（公告）號： | CN109241568A | 公開（公告）日： | 2019-01-18 |
| 發明（設計）人： | 全權;戴訓華;馬海彪;蔡開元 | 申請（專利權）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232 | 代理人： | 王順榮;唐愛華 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 受力分析 流場 受力模型 數據擬合 模型參數估計 形狀復雜物體 控制器設計 有效性驗證 變化流場 函數形式 模型參數 數據采集 特性分析 解析解 | ||
1.一種基于數據擬合的流場受力分析方法，其特征在于，具體步驟如下：
步驟1：CFD仿真環境建立
首先需要建立研究對象的三維模型；研究對象包括兩部分，一部分是影響流體運動從而產生變化流場的物體A，另一部分是處于變化流場中需要進行受力分析的物體B；假設物體A的尺寸遠大于物體B，因此只考慮物體A對流場的影響；
在三維模型上建立用于CFD計算的CFD坐標系of-xfyfzf，坐標系的位置和方向根據具體問題設置，要使得研究對象于坐標系中具有良好的對稱性；此外，對三維模型周圍的大氣區域進行網格劃分，用于后期的CFD仿真計算求解；研究對象表面的網格需要密集劃分，邊緣部分網格可以稀疏；
步驟2：CFD數據采集
在步驟1建立的CFD仿真環境中，每次改變物體B的位置，然后進行數值計算得到此時物體B的受力結果；具體步驟如下：
(1)物體B的每一個位置點在CFD坐標系中對應一個位置坐標用CFD軟件進行一次解算，獲得相應的作用在物體B上的力FB,i＝[FBx,i FBy,i FBz,i]T，記錄為第i組訓練數據
(2)在劃分的運動區域內，改變物體B的位置，重復步驟(1)中的流程采集n組訓練數據；
步驟3：流場受力模型的函數形式推測
根據步驟2得到的n組訓練數據i＝1,2,…,n，分別推測三個軸向，即ofxf方向，ofyf方向和ofzf方向的流場受力模型的函數形式；物體B的受力和其位置相關，滿足
其中，FB＝[FBx FBy FBz]T表示物體B在流場中受到的力，表示物體B在CFD坐標系中的位置，C表示模型參數，f(·)表示函數關系；
將式(1)在三個軸向展開，表示為
其中，FBx為ofxf方向的受力，FBy為ofyf方向的受力，FBz為ofzf方向的受力，Cx,Cy和Cz分別為這三個方向上的模型參數；
步驟4：模型參數估計
式(2)中包含模型參數Cx,Cy和Cz，用訓練數據來估計這些參數；以均方誤差作為代價函數，那么相應的優化問題表達為
其中，和分別表示Cx,Cy和Cz的估計值，Nx,Ny和Nz分別表示估計Cx,Cy和Cz時采用的訓練數據的個數；
步驟5：模型參數的有效性驗證
為了驗證參數的有效性，選擇決定系數作為判斷擬合效果的標準，記為和的決定系數分別為
其中，SSE表示殘差平方和，SST表示總平方和，下標x,y,z分別對應和
殘差平方和總平方和計算方法如下
其中，Nvx,Nvy,Nvz表示用來驗證的訓練點的個數，Nx,Ny,Nz分別表示估計模型參數時用到的訓練點的個數，表示第i組訓練數據。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于北京航空航天大學，未經北京航空航天大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201810880273.8/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
