一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法技术

技术编号:45090237 阅读:20 留言:0更新日期:2025-04-25 18:26
本发明专利技术建立了一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,解决了传统数值水池实验复杂湍流场在线测试保真度低、时效性差的问题。首先,建立多源数据采集系统对物理水池种类繁多的传感器监测数据进行实时采集与传输;其次,构造张量基神经网络建立通用、鲁棒的湍流模型;再次,构建多尺度残差卷积神经网络提取雷诺应力张量的各向异性分量及其在空间和时间维度的非线性演化特征,进而实现湍流模型与Navier‑Stokes方程的稳定耦合迭代;最终,通过有机融合监测数据、机理模型和机器学习的方法构造物理水池数字孪生体。该方法能够克服湍流模型与Navier‑Stokes方程耦合迭代失稳导致的数字孪生实验保真度低、时效性差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于实验流体力学领域的数值水池在线测试、机器学习与虚实交互数字孪生,特别是涉及一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法


技术介绍

1、随着数字化、智能化的发展,数值水池将面临各式各样的虚拟实验场景。如何在短时间内准确模拟几千乃至几百万量级的所有可能运行场景的湍流场,是规避局部不合理设计的关键。此外,如何深度融合人工智能算法与数值模拟寻找出数值水池最优设计方案乃至自控方案,也是实验流体力学领域面临的难题。此类数字化技术对于数值水池系统的设计、施工、运维等过程的精细化和低碳化具有重要的现实意义,同时也对数值实验方法的易用性以及模拟精度和计算速度提出了更高的要求。

2、数值水池往往具有高雷诺数湍流特征,表现出强非线性和多尺度动力学特性。目前关于高雷诺数下湍流演化机理的认识还不清晰,研究者主要通过各类经典的湍流模型与navier-stokes方程耦合并借助精细的网格划分进行湍流场模拟。然而,高雷诺数下数值水池的复杂湍流动力学实验对网格划分和湍流模型的选择等因素比较敏感,要求使用者具有较高的理论知识,在实际应用中易本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,所述步骤S1中建立多源数据采集系统对物理水池种类繁多的传感器监测数据进行实时采集与传输,具体包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,所述步骤S2中基于张量基神经网络构建非线性涡粘模式,具体包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动...

【技术特征摘要】

1.一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,所述步骤s1中建立多源数据采集系统对物理水池种类繁多的传感器监测数据进行实时采集与传输,具体包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,所述步骤s2中基于张量基神经网络构建非线性涡粘模式,具体包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其特征在于,所述步骤s3中生成典型数值水池湍流场高精度训练样本集并训练张量基神经网络,具体包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生实验的数值水池复杂湍流动力学参数高保真度在线测试方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵亚洲王璇李丹丹李胜高近爽李丹艳章文恺刘原楷陈启锐
申请(专利权)人:杭州润熙新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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