基于物理量梯度修正的RBF数据传递方法

• 作者: 刘智侃 刘深深 刘骁 曾磊 代光月
• 来源期刊: 航空学报
• 关键词: 多场耦合 数据传递 径向基函数 梯度修正 高超声速飞行器 风洞试验
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学|Fluid Mechanics and Flight Mechanics
• 页码范围: 188-201
• 页数: 14页
• 分类号: V211.3
• 语种: 中文

摘要

径向基函数是复杂外形飞行器多场耦合计算中重要的数据传递方法.复杂飞行器物理量分布通常与局部流动特征密切相关且在不同区域变化剧烈,如何在具备各向同性特征的径向基函数中考虑实际物理量各向异性分布因素的影响成为制约其精度进一步提升的关键.针对径向基函数的问题,提出了一种基于局部物理量梯度对径向基三方向权重进行自适应修正的数据传递新方法.采用高超声速舵面、翼身组合体算例对该方法在单次数据传递中的可行性及效果进行了验证,同时基于该方法对压缩拐角外形开展了气动力/热/结构多场耦合数值模拟,并与风洞试验结果进行了对比分析,以验证该方法在实际耦合问题计算长时间高频次数据传递中的适用性及可靠性.研究结果表明该方法能够很好地提升如薄板样条插值(TPS)、多重二次函数插值(MQ)等全域基函数的单次插值效果,并且有效地改进了 MQ方法对形态参数的鲁棒性,而对于梯度修正后的紧支基函数,其改进效果更佳,以较少的点达到了 TPS、MQ等全域基函数的插值效果,实现了数据传递效率和精度的兼顾.采用该方法获得的耦合计算结果与试验对比一致,表明了该方法的可用性以及在复杂外形多场耦合问题中的良好工程应用前景.