一种CFD软件的可信度量化评价方法技术

本发明专利技术公开了一种CFD软件的可信度量化评价方法，该方法包括以下步骤：根据所关注的工程问题，选择待评价CFD软件相应的若干评价指标；分别基于若干评价指标，得到若干综合一致性量化结果；分别为若干评价指标设置权重，基于若干综合一致性量化结果，得到所关注的工程问题中待评价CFD软件模拟能力的综合评价。本发明专利技术得到的CFD软件在某工程问题方面的模拟能力的定量的综合评价结果更全面、更专业。更专业。更专业。

【技术实现步骤摘要】
一种CFD软件的可信度量化评价方法


[0001]本专利技术涉及软件评价
，特别是一种CFD软件的可信度量化评价方法。

技术介绍

[0002]随着高性能计算机技术和数值计算方法的快速发展，CFD数值模拟技术作为空气动力学的三大试验手段之一，以其经济快捷等优势，在航空航天等领域得到了广泛的应用。然而，数值模拟结果的可信度很大程度上取决于数值仿真模型能否准确地反映真实物理现象或试验结果。但由于实际物理过程的复杂性和人们认识的缺陷，数值仿真模型本身存在的偏差、模型参数和边界条件不正确、模型选择不合适等因素都不可避免地造成数值模拟结果的不准确，使得数值模拟结果的可信性成为人们质疑的重要问题。此外，在复杂仿真中进行不确定性仿真计算的成本也是需要考虑的问题。在许多科学工程领域中缺少计算资源和时间去进行不确定性仿真，所以就不可能提供大量的不确定性解用于可信度评价，且试验结果没有任何试验不确定度估值的情况也很常见。种种矛盾制约了CFD在行业中发挥更重要的作用。因此，如何定量化地描述和评估CFD软件的可信程度，是急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提供一种CFD软件的可信度量化评价方法，使得CFD软件在某工程问题方面的模拟能力的定量的综合评价结果更全面、更专业。
[0004]本专利技术公开了一种CFD软件的可信度量化评价方法，其包括以下步骤：步骤1：根据所关注的工程问题，选择待评价CFD软件相应的若干评价指标；步骤2：分别基于若干评价指标，得到若干综合一致性量化结果；步骤3：分别为若干评价指标设置权重，基于若干综合一致性量化结果，得到所关注的工程问题中待评价CFD软件模拟能力的综合评价。
[0005]进一步地，所述步骤1包括：根据所关注的工程问题的复杂程度逐级分解，并建立各级指标，构建层次结构模型；其中，层次结构模型分为目标层、因子层和数据层。
[0006]进一步地，所述若干评价指标根据所关注的工程问题确定。
[0007]进一步地，所述步骤2包括：步骤21：基于任一评价指标，根据评价算例的试验数据和CFD计算数据，采用一致性度量方法，得到该评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果，同理可得到其它评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果；步骤22：按照步骤21类推，分别得到若干评价指标中其它评价指标对应的一致性程度的量化结果；步骤23：将多个评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果的平均值作为该评价指标的综合一致性量化结果；步骤24：按照步骤23类推，分别得到若干评价指标中其它评价指标对应的综合一
致性量化结果。
[0008]进一步地，所述评价算例是反映典型流动特征或满足特定应用需求的CFD标模算例；每一个评价算例的试验数据通过已有的评价算例数据得到；每一个评价算例的CFD计算数据通过待评价CFD软件计算得到；其中，表示第1个试验数据，表示第个试验数据，表示第1个计算数据，表示第个计算数据，表示试验/计算数据的个数。
[0009]进一步地，所述一致性度量方法包括相对误差法、绝对误差法、Theil不一致系数法；相对误差法的计算公式为：其中，i为正整数，取值范围为1至；绝对误差法的计算公式为：其中，为双曲正切函数；Theil不一致系数法的计算公式为：其中，表示一致性度量结果。
[0010]进一步地，所述评价算例下的任一评价指标的一致性程度的量化结果的取值范围均为[0,1]，当且仅当评价算例下的评价指标的试验数据和计算数据完全一致时，该评价指标的一致性程度的量化结果为1。
[0011]进一步地，所述步骤3包括：采用赋权方法，分别给出若干评价指标的权重，对若干评价指标的综合一致性量化结果进行加权，最终可得到待评价CFD软件在所关注的工程问题方面的模拟能力的定量的综合评价。
[0012]进一步地，所述赋权方法包括层次分析法和序关系分析法；采用层次分析法计算权重包括以下步骤：a1、对同一指评价标下的各个次级指标，定性的比较和描述指标间相对重要性程度，通过指标两两比较，建立语言值判断矩阵；a2、根据标度表将重要性量化，获得量化后的判断矩阵；a3、计算判断矩阵的一致性系数，若不满足一致性系数要求时，需要调整指标的重要性比较结果；若满足一致性系数要求，计算判断矩阵的特征向量，便可得到权重。
[0013]进一步地，采用序关系法计算权重包括以下步骤：设是个待排序指标，；b1、建立序关系：b11、在中，选出最重要的一个指标记为；b12、在余下的个指标中，选出最重要的一个指标记为；b13、按照步骤b12类推，共进行次挑选，在余下的个指标中，选出认为最重要的一个指标记为；b14、以此类推，最后剩下的评价指标记为；b15、确定一个描述重要性的排序关系；其中，符号表示前者的重要性不低于后者；b2、重要性程度比较：定性描述指标间的重要性程度；b3、重要性程度量化：将“定性判断”定量化，其和层次分析法类似，采用标度将定性判断定量化；在序关系法中，设第个指标的权重为，定义相邻两个指标和的重要性程度之比为：其中，的取值根据标度表确定，采用不同标度表将对赋权结果产生较大的影响，；b4、计算权重：为保证权重归一化，即所有指标的权重加起来应该等于1，应满足以下关系式：各指标权重的计算表达式为：各指标权重的计算表达式为：在步骤b4中，待评价CFD软件在所关注的工程问题方面的模拟能力的定量的综合评价结果的取值在0到1之间，且越接近1说明待评价CFD软件在所关注的工程问题方面的模拟能力越好。
[0014]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：对某款CFD软件进行评价时，对评价目标进行层次划分，因子层综合考虑行业内专家经验给出不同评价指标的权重，数据层综合考虑不同评价算例下某评价指标的一致性程度，最终得到该CFD软件在某工程问题方面的模拟能力的定量的综合评价结果更全面、更专业。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例的一种评价结构示意图；图2为本专利技术实施例的一种CFD软件的可信度量化评价方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，显然，所描述的实施例仅是本专利技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术实施例保护的范围。
[0018]本专利技术针对如何定量地描述和评估CFD软件的可信程度的问题，提出了一整套CFD软件可信度量化评价方法。该套CFD软件可信度量化评价方法基本思想是：基于某款CFD软件，根据关注的某个工程问题，选择相应的评价指标（如升力系数、阻力系数等）和评价算例；基于某个评价指标，根据每一个评价算例的试验数据和CFD计算数据，选择一种一致性度量方法，得到该评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据所关注的工程问题，选择待评价CFD软件相应的若干评价指标；步骤2：分别基于若干评价指标，得到若干综合一致性量化结果；步骤3：分别为若干评价指标设置权重，基于若干综合一致性量化结果，得到所关注的工程问题中待评价CFD软件模拟能力的综合评价。2.根据权利要求1所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述步骤1包括：根据所关注的工程问题的复杂程度逐级分解，并建立各级指标，构建层次结构模型；其中，层次结构模型分为目标层、因子层和数据层。3.根据权利要求1所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述若干评价指标根据所关注的工程问题确定。4.根据权利要求1所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤21：基于任一评价指标，根据评价算例的试验数据和CFD计算数据，采用一致性度量方法，得到该评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果，同理可得到其它评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果；步骤22：按照步骤21类推，分别得到若干评价指标中其它评价指标对应的一致性程度的量化结果；步骤23：将多个评价算例下该评价指标的一致性程度的量化结果的平均值作为该评价指标的综合一致性量化结果；步骤24：按照步骤23类推，分别得到若干评价指标中其它评价指标对应的综合一致性量化结果。5.根据权利要求4所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述评价算例是反映典型流动特征或满足特定应用需求的CFD标模算例；每一个评价算例的试验数据通过已有的评价算例数据得到；每一个评价算例的CFD计算数据通过待评价CFD软件计算得到；其中，表示第1个试验数据，表示第个试验数据，表示第1个计算数据，表示第个计算数据，表示试验/计算数据的个数。6.根据权利要求5所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述一致性度量方法包括相对误差法、绝对误差法、Theil不一致系数法；相对误差法的计算公式为：其中，i为正整数，取值范围为1至；绝对误差法的计算公式为：
其中，为双曲正切函数；Theil不一致系数法的计算公式为：其中，表示一致性度量结果。7.根据权利要求5所述的CFD软件的可信度量化评价方法，其特征在于，所述评价算例下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娇，肖维，吕罗庚，张培红，陈江涛，赵炜，沈盈盈，周晓军，章超，吴晓军，肖中云，胡向鹏，杨福军，郭勇颜，金韬，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：