System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法及装置制造方法及图纸_技高网

一种第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法及装置制造方法及图纸

技术编号:40141428 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-23 23:40
本发明专利技术公开了一种第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法及装置,该方法包括S1、读取模型拓扑结构和样本数据;S2、计算样本中心值,求解温度场梯度的中心值,使用中心值数据将第一类边界条件处的温度场置零;S3、计算样本中心值梯度,使用温度场梯度的平均值代替温度场中心值的梯度;S4、样本数据去中心化处理,以使得在第一类边界条件处的温度场为零;S5、提取样本的POD基函数;S6、广义逆求解基函数梯度;S7、弱解形式降阶递推,使用中心化数据和均值重构递推方程中的温度场;S8、使用均值和递推的中心化数据重构温度场递推结果。本发明专利技术保证了边界处的温度值在递推的过程中维持不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及温度场离散数值计算,具体涉及一种第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法及装置。


技术介绍

1、在多物理场的仿真研究中,用于描述物理场的控制方程通常为一组偏微分方程,例如:电磁场中的麦克斯韦方程组、流体场中的纳维-斯托克斯方程、温度场中的导热控制方程等。而边界条件,是指在求解区域边界上所求解的变量或其导数随时间和地点的变化规律。边界条件是控制方程有确定解的前提,对于任何问题,都需要给定边界条件。边界条件的处理,直接影响了计算结果的精度。

2、在利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition,pod)对温度场控制方程实现降阶时,同样也需要考虑边界条件的处理问题。对于第一类边界条件:给定未知函数在边界上的数值,即在整个物理场随时间的演变过程中,边界上的函数值不随时间改变。由于其在边界处的函数值不连续,边界热流密度未知,因此给基于galerkin有限元的数值计算方法上带来了问题。根据文献(冯俞楷,杜小泽,杨立军所发表的论文《非稳态导热基于温度梯度的本征正交分解降维方法》),温度场的传统galerkin有限元的递推方程如式:

3、

4、等式右边第一项为边界热流密度项,可写为式:

5、

6、对于第一类边界条件,边界处的函数值不连续,该边界热流密度项未知,无法直接带入求解。因此在文献《非稳态导热基于温度梯度的本征正交分解降维方法》对于第一类边界条件的处理中,直接将第一类边界条件下的热流密度置零,即用绝热条件代替,式写为式:

7、

8、然而使用绝热条件代替第一类边界条件进行有限元递推,会导致递推过程中边界处的温度场发生改变,其温度值的递推结果逐渐偏离第一类边界条件预设温度,进而影响到下一时刻与边界网格相邻的内部网格温度的递推,使温度场递推结果逐步产生偏差。

9、文献《非稳态导热基于温度梯度的本征正交分解降维方法》在处理第一类边界条件时,使用了绝热条件代替第一类边界条件,进而将式变化为式。然而,使用绝热条件代替第一类边界条件进行有限元递推,会导致递推过程中边界处的温度场发生改变,其温度值的递推结果逐渐偏离第一类边界条件预设温度,进而影响到下一时刻与边界网格相邻的内部网格温度的递推,使温度场递推结果逐步产生偏差。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法及装置,以解决第一类边界条件降阶递推过程中维持边界温度场不变的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术的技术方案是:

3、第一方面,本专利技术提供一种第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,所述方法包括:

4、s1、读取模型拓扑结构和样本数据;

5、s2、计算样本中心值,求解温度场梯度的中心值,使用中心值数据将第一类边界条件处的温度场置零;

6、s3、计算样本中心值梯度,使用温度场梯度的平均值代替温度场中心值的梯度;

7、s4、样本数据去中心化处理,以使得在第一类边界条件处的温度场为零;

8、s5、提取样本的pod基函数;

9、s6、广义逆求解基函数梯度;

10、s7、弱解形式降阶递推,使用中心化数据和均值重构递推方程中的温度场;

11、s8、使用均值和递推的中心化数据重构温度场递推结果。

12、第二方面,本专利技术提供一种第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

13、第三方面,本专利技术提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

14、本专利技术与现有技术相比,其有益效果在于:

15、本专利技术充分考虑第一类边界条件下,边界温度不随时间改变的情况,所以在温度场递推前,对样本数据进行过余温度处理或去中心化处理,使得pod基函数在第一类边界条件位置处的值为零,从而保证了边界处的温度值在递推的过程中维持不变,解决了第一类边界条件降阶递推过程中维持边界温度场不变的问题,且能适用于多条边界条件和混合边界条件的情况,应用广泛。

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【技术保护点】

1.一种第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述读取模型拓扑结构和样本数据包括:

3.如权利要求2所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述计算样本中心值,包括:

4.如权利要求3所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述计算样本中心值梯度包括:

5.如权利要求4所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,所述样本数据去中心化处理,包括:

6.如权利要求5所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述提取样本的POD基函数,包括:

7.如权利要求5所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述广义逆求解基函数梯度,包括:

8.如权利要求7所述的第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述弱解形式降阶递推,包括:

9.一种第一类边界条件POD降阶递推边界条件处理装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一所述方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述读取模型拓扑结构和样本数据包括:

3.如权利要求2所述的第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述计算样本中心值,包括:

4.如权利要求3所述的第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述计算样本中心值梯度包括:

5.如权利要求4所述的第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,所述样本数据去中心化处理,包括:

6.如权利要求5所述的第一类边界条件pod降阶递推边界条件处理方法,其特征在于,所述提取...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚嘉豪唐文虎许雄文蓝海娟张泽懿
申请(专利权)人:人工智能与数字经济广东省实验室广州
类型:发明
国别省市:

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