Uru:
- Nwee ike ịkọwa otu esi eji AI na nhazi, nkọwapụta nsonaazụ yana ọgbọ ihe nlere anya n'ime usoro ịgbakọ mmiri mmiri (CFD).
- Ikike iji ngwa ngwa nyochaa nnukwu oghere imewe yana ọkwa geometries nwere ụdị mmụta dabere na igwe
- Ikike iji kwado nsonaazụ ikuku ikuku na-akwado AI yana nchikota, nnwere onwe netwọkụ, yana njiri mara anụ ahụ.
Kedu otu nku si emepụta ebuli, ka fuselage si ekewa ikuku, ka elu njikwa na-esi atụgharị; Aerodynamics bụ sayensị nke ike ndị a na-adịghị ahụ anya. Onye injinia na-amụta ike ndị a n'ụzọ abụọ: site na nnwale na ọwara ikuku ma ọ bụ site na kọmpụta computational fluid dynamics (CFD; Computational Fluid Dynamics, usoro na-edozi nha nha nha n'ụzọ ọnụọgụ na netwọk mgbakọ). CFD dị ike mana ọ dị oke ọnụ: ịgba ọsọ dị mgbagwoju anya nwere ike were ọtụtụ awa, ọbụlagodi ụbọchị, na-enye otu ebe imewe. Onye injinia chọrọ ịnwale ọtụtụ narị atụmatụ na-abanye n'ime ọkpọ ebe a.
Ọgụgụ isi (AI) na-emepe oghere a n'ebe abụọ. Nke mbụ, n'ime usoro CFD n'onwe ya: njikwa ntọala, nkọwa nsonaazụ na mkpesa. Nke abụọ, na ndị ọzọ na-agbanwe agbanwe, bụ ụdị ngbanwe (ụkpụrụ mmụta igwe nke na-amụta mmekọrịta ntinye-mpụta nke ịme anwansị dị oke ọnụ ma na-enye amụma dị ka n'ime sekọnd). Ekele maka ihe nlere anya, a na-enyocha nnukwu oghere imewe na sekọnd kama awa, a na-ahọrọ ndị ga-ekwe nkwa ole na ole, na naanị ha na-agbakọ na CFD zuru oke na oke ziri ezi. N'ime nkeji a, anyị na-edobe iwu na-enweghị ike ịgbanwe mgbe ị na-etinye AI na usoro ọrụ a: ọ nweghị nsonaazụ ọ bụla anabatara na-egosipụtaghị njikọta na nnwere onwe netwọkụ ma na-agafe na nzacha nke ịdị ọcha anụ ahụ.
Echiche: Convergence: Ngwọta na-edozi na uru mgbe niile ka iterations na-aga n'ihu; Ọ bụrụ na ọ dabara, nsonaazụ ya enweghị ntụkwasị obi. Nnwere onwe ntupu: Nsonaazụ anaghị agbanwe nke ukwuu mgbe ị mechiri netwọkụ akaụntụ ahụ. CL/CD: ọnụ ọgụgụ ebuli / ịdọrọ ọnụọgụ; isi ihe nke aerodynamic arụmọrụ. Ụdị ngbanwe: Nṅomi ngwa ngwa nke ịme anwansị.
Ebe AI na CFD Workflow
Ọsọ CFD nwere ihe dị ka nzọụkwụ ise: nkwadebe geometry, ọgbọ ntupu, nhazi ihe mgbaze, ịgba ọsọ, na nhazi nhazi. AI na-enyere aka dị iche iche na nzọụkwụ ọ bụla, mana ọ nweghị njedebe ikpeazụ na nke ọ bụla n'ime ha.
N'ọgbọ ntupu, AI nwere ike gbakọọ ịdị elu cell mbụ dabere na ebumnuche y+ maka mkpebi oke oke. Maka nhọrọ ụdị ọgba aghara (dịka k-omega SST) na ntọlite ihe mgbaze, ọ nwere ike ịtụ aro nhọrọ dabara na usoro mgbaba, yana izi ezi. N'ime nhazi nhazi, mmadụ nwere ike dee edemede Python iji wepụ mbuli elu, ịdọrọ, na ọnụ ọgụgụ oge site na puku kwuru puku ahịrị faịlụ nsonaazụ wee mepụta akụkụ nke atụmatụ mkpochapụ ọgụ. Mana ma uru y+ ọ bụ n'ezie na ebumnuche, ma ụdị ọgba aghara dabara nke a, yana anya injinia na-enyocha ma nsonaazụ ya na-ejikọta ma ọ bụ na ọ bụghị.
Ebe a na-ejikarị eme ihe bụ nkwupụta nsonaazụ. Mgbe ị jụrụ AI " gịnị kpatara na CL-alpha curve na-agbaji na ogo 14", ọ na-echetara gị ohere ịkwụsị ụlọ (mmiri na-ekewa na nku ka akụkụ nke ọgụ na-abawanye ma na-ebuli elu) wee depụta ihe ngosi nkewa nkewa ị kwesịrị ịlele. Nke a bụ ihe na-emepụta hypothesis; Nkwenye ahụ dị ọzọ na data.
Kpachara anya: AI nwere ike ịkọwa nsonaazụ CFD nke ọma, mana ọ bụrụ na nsonaazụ ya n'onwe ya adịghị mma, nkọwa ahụ ga-adịkwa njọ. Ahịrịokwu ahụ "Uru dọkpụrụ a nwere ezi uche" pụtara ihe ọ bụla ma ọ bụrụ na ngwọta anaghị agbakọta. Buru ụzọ lelee izi ezi nke nọmba ahụ, wee kwuo okwu.
Ụdị ngbanwe: Oghere imepụta nyocha na sekọnd
Echiche nke iguzobe ihe nlere anya dị mfe. Nke mbụ, a na-agbakọ ihe nlele ahọpụtara nke ọma (dịka isi ihe nhazi 40-80; DoE na-ekesa nnwale) na CFD zuru ezu. Mgbe ahụ, a na-azụ ụdị mmụta igwe (Gaussian process regression/kriging, radial base function or neural network) site na ụzọ ntinye ntinye ndị a. Ihe nlereanya a na-ebu amụma CL/CD maka geometry ọhụrụ na sekọnd. A na-enyocha puku kwuru puku ndị na-aga ime ihe nlereanya a dị ọnụ ala, na ndị 3-5 ndị na-achọ ihe kacha mma ka a na-agbakọgharị ma jiri CFD zuru ezu nyochaa ya.
Isi ihe dị mkpa ebe a bụ oge ntụkwasị obi. Ụdị dị ka Kriging na-enye ọ bụghị naanị amụma, kamakwa otú obi siri ha ike na amụma ahụ (ejighị n'aka). Ejighị n'aka na-etolite na mpaghara dị anya site na ebe ọzụzụ; N'ebe ahụ, a na-agbakwụnye isi ihe CFD ọhụrụ kama ịtụkwasị ihe nlereanya ahụ n'atụghị egwu. Nke a "tinye ihe nlele ọhụrụ ebe ejighị n'aka dị elu" a na-akpọ loop dị ka mmụta na-arụsi ọrụ ike ma na-enyocha nnukwu oghere nke ọma na obere ọnụ ọgụgụ dị oke ọnụ.
Usoro
Otu ọnụ ụzọ imewe na-eri
izi ezi
mgbe
CFD zuru oke (RANS)
ese
elu
Nkwenye ikpeazụ, ọnụ ọgụgụ dị nta nke ndị na-aga ime
Ihe nlere anya (kriging)
sekọnd
Ọkara-oke (na mpaghara agụmakwụkwọ)
Nnukwu nyocha oghere, nkwalite
Panel/usoro dị ala
sekọnd-nkeji
obere-ọkara
Mwepu oke n'oge, echiche siri ike
ọwara ikuku
ụbọchị-izu
kacha elu (ezigbo)
Nyocha dị mkpa, asambodo
NDỤMỌDỤ: Ejila ihe nlereanya n'èzí nke data ọzụzụ (extrapolation) kpuchiri. Ọ bụrụ na a zụrụ ihe nlereanya ahụ na akụkụ nke ọgụ nke 5-15 degrees, uru ọ na-enye na ogo 25 abụghị amụma, kama ọ bụ ihe e kere eke. Ịrịọ ndị AI ka ha "dee ọzụzụ ọzụzụ ma jụ ajụjụ ndị na-adịghị" mgbe ị na-ewu ihe nlereanya na-emechi ọnyà a.
Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike
Ngwa ngwa adịghị ike:
Igwe ikuku a ọ dị mma? Tugharia nsonaazụ CFD m: CD=0.009.
Mgbasa ozi siri ike:
Ọrụ: Ị bụ onye na-ahụ maka nyocha nke ikuku; ị na-etinye nkwenye siri ike nke nchekwa.Context: 2D airfoil RANS CFD analysis (ụkpụrụ ndị nnọchiteanya): Re = 1.5e6, Mach = 0.2, angle of attack 4 °, turbulence model k-omega SST.Result: CL=0.62, CD=0.0091. Netwọk: 180k cell, y + ~ 1.Task: 1) Depụta usoro nkwenye m kwesịrị ịlele tupu ị na-atụle nsonaazụ dị irè (mkpọkọta, nnwere onwe netwọk, y +) .2) Gbakọọ CL / CD ratio ma jiri ya tụnyere ụdị ihe dị iche iche maka klas profaịlụ a.3) Gosi ike isi mmalite nke njehie ma ọ bụrụ na uru ahụ na-enyo enyo .Constraint: Dee unit; Kaa akara ebe ị na-ejighị n'aka; Emela mkpebi siri ike "ezigbo/ọjọọ", nye atụmatụ nkwenye.
Ndebiri ngwa ngwa enwere ike i copyomi
Ụdị 1 - Atụmatụ nhazi CFD:
Nye ndụmọdụ ntọlite CFD maka ọnọdụ mgbaba na-esote (ụkpụrụ ndị nnọchi anya): Re=[...], Mach=[...], geometry=[...]. Nye m ihe ndị a: nhọrọ ụdị ọgba aghara kwesịrị ekwesị, y+ maka oyi akwa oke na mgbako elu cell mbụ, ọnọdụ oke. Maka nhọrọ ọ bụla, tinye ndetu nke "ihe kpatara" na "n'ọnọdụ nke ọ ga-adị njọ." Dee nkeji ọnụọgụgụ.
Template 2 — Nhazi nke nnwale (DoE) na atụmatụ ihe nlere anya:
Enwere m [N] mgbanwe imewe: [ndepụta, nwere oke]. Ịzụ ihe nlere anya: (a) isi ihe nlele ole na usoro nlele (dịka Latin Hypercube) ị na-akwado; (b) ụdị ụdị ngbanwe kwesịrị ekwesị na ihe kpatara ya; (c) kedu ka m ga-esi kwado ihe nlere anya (nkwenye cross-validation, set test set). Kedu iwu m ga-etinye megide ihe ize ndụ nke extrapolation?
Ụdị 3 - Ederede iji wepụ ọnụọgụgụ na faịlụ CFD:
Site na mkpesa ike CFD CSV (ogidi: iteration, Fx, Fy, Fz) Na Python: (a) gbakọọ convergedCL na CD site na nkezi nke 500 ikpeazụ; (b) dee ngbanwe ọkọlọtọ nke ntugharị 500 ikpeazụ wee jiri ya tụnyere ọnụ ụzọ iji lelee njikọta; (c) Mkpebi CL-alpha maka nyocha akụkụ ọgụ. Tọọ mpaghara ntụaka na nrụgide siri ike dị ka paramita; Jiri ahịrị ikwu kọwaa akaụntụ ahụ.
Ụdị 4 - ajụjụ ntụkwasị obi amụma ihe atụ:
Ụdị proxy kriging m zụrụ nyere CL = 0.71, ejighị n'aka (std) 0.02 maka amụma ndị a; ebe ajụjụ bụ [n'ime / n'èzí] ọzụzụ ọzụzụ. (b) Ọ bụrụ na ejighị n'aka dị elu, kedu mgbe m ga-etinye ihe atụ CFD ọhụrụ (echiche mmụta na-arụsi ọrụ ike)? (c) Kedu mgbe m ga-eji CFD zuru ezu kwado amụma a?
Obere Okwu
Ikpe 1 - A na-ejide nsonaazụ na-enweghị njikọ. Nwa akwụkwọ na-enweta nsonaazụ CD=0.0065 maka ikuku ikuku ma nwee obi ụtọ; CD nkịtị maka klas profaịlụ dị na nso 0.008-0.012, nsonaazụ ya yiri oke mma. Itinye nlele nchikota nke AI tụrụ aro na-egosi na ọnụọgụ ike ka na-agbagharị (ọkọlọtọ ndahie 8% nke ihe ọ pụtara) n'oge ikpeazụ. Mgbe a na-ejikọta ihe ngwọta ya na ihe ndị ọzọ, ọ na-edozi na CD = 0.0094. Ihe nkuzi: nsonaazụ "dị oke mma" na-abụkarị nsonaazụ anaghị agbakọ.
Ikpe 2 - Ihe nlere anya na-agba ọsọ site na ugboro 200. Otu otu na-agba ọsọ CFD 60 zuru ezu (~ 2 awa ọ bụla) maka nku nwere 6 geometric parameters ma na-azụ ụdị kriging surrogate. Mgbe ahụ, ọ na-enyocha nhazi 5000 onye ntinye akwụkwọ na ụdị proxy na 40 sekọnd, na-akwado ndị na-eme ntuli aka 4 kacha mma na CFD zuru ezu. Na ngụkọta nke 64 CFD na-agba ọsọ, atụmatụ siri ike dabara na ọsọ 5000. Ogologo oge na-ebelata site na izu ruo ụbọchị abụọ. Ihe nkuzi: na-agba simulation dị oke ọnụ naanị na ebe nkwado, ọ bụghị n'oge ọ bụla.
Ikpe 3 - Extrapolation ọnyà. Onye injinia na-ajụ ajụjụ ebuli elu na ogo 18 ka ọ bụrụ ihe nlere nke a zụrụ azụ na akụkụ ọgụ 3-12; Ihe nlereanya a na-enye uru na-abawanye nke ọma dị ka CL = 1.6. N'ezie, nku ahụ na-efunahụ ihe dị ka ogo 15 ma bulie ya na-ebelata, mana ihe nlereanya ahụ na-agbatị ya ogologo n'ihi na ọ naghị "ahụ" physics a. Onye injinia na-ajụ nsonaazụ ya site na nlele plausibility anụ ahụ (atụ anya nke mfu adhesion) wee gbaa CFD zuru oke na mpaghara ahụ. Ihe omumu: ihe nlere anya amaghi physics gafere oke nkuzi ya.
Mmejọ ndị nkịtị
- Anaghị elele maka njikọta. Ọnụ ọgụgụ nke ngwọta na-adịghị agbanwe agbanwe enweghị isi; Mma nke eserese ahụ abụghị nkwa nke njikọta.
- Ịgabiga nnwere onwe netwọkụ. Ọ bụrụ na nsonaazụ ya dabere na netwọkụ, azịza dị iche iche na-apụta na netwọkụ dị iche iche; A pụghị ịma nke ziri ezi.
- Extrapolation na ihe nlereanya. Amụma na-abụghị oke ọzụzụ na-enye mgbatị mgbakọ na mwepụ, ọ bụghị eziokwu anụ ahụ.
- Na-eleghara ejighị n'aka. Ọ bụrụ na ejighị ozi ntụkwasị obi nke amụma Kriging, mpaghara ebe ihe nlereanya ahụ nwere ntụkwasị obi na mpaghara ebe ọ na-enweghị ntụkwasị obi na-emeso otu ihe ahụ.
- Ịhọrọ ụdị ọgba aghara n'amaghị ama. Ụdị ọgba aghara na-ezighị ezi na-eme ka ọbụna ihe ngwọta na-ejikọta na netwọk na-adabere na ya ezighi ezi.
Na nchịkọta
CFD bụ ngwá ọrụ dị ike ma dị oke ọnụ; AI na-eme ka ọ dịkwuo elu site na ebe abụọ: njikwa usoro (nwụnye, nkọwa, edemede) na nyocha nke nnukwu oghere imewe na sekọnd na ụdị surrogate. A na-eji obere ọnụọgụ CFD zuru ezu zụrụ ihe nlereanya a, jiri oge ntụkwasị obi na-eji ya eme ihe, na ndị kacha mma ga-eji CFD zuru ezu kwadoro ya. Ọ nweghị nsonaazụ ọ bụla anabatara na-enyochaghị njikọta, nnwere onwe netwọkụ na ịdị mma nke anụ ahụ. AI na-enye echiche na ọsọ ọsọ; Onye ikpe ikpeazụ nke physics bụ data.
Ọrụ ngwa
Kọwaa ọnọdụ CFD na-agba ọsọ maka ikuku foil ma ọ bụ geometry dị mfe (nnọchite anya, ọ bụghị data ọrụ n'ezie). Iji AI, (a) depụta usoro nkwado tupu ị tụlee nsonaazụ ya dị irè, (b) bipụta edemede Python nke na-ewepụta ọnụọgụgụ na faịlụ nsonaazụ wee lelee ahịrị mgbagha ya site n'ahịrị, (c) kwadebe atụmatụ iji wuo ihe ngbanwe (ụkpụrụ ole, nke usoro, otu esi emezi). Tulee nsonaazụ ya na ụdị a na-ahụkarị wee nyochaa ịdị mma ya.
ndetu
- [] Emere m nlele nnabata maka nsonaazụ CFD ọ bụla.
- [ ] Ajụrụ m ma egosipụtara nnwere onwe netwọk.
- [] Eji m ọnụọgụgụ dị ka CL/CD tụnyere ụdị klaasị a na-ahụkarị.
- [] M na-eji ihe ngbanwe ahụ naanị n'ime oke ọzụzụ.
- [] Etinyere m n'ime mkpebi ahụ ejighị n'aka nke amụma ihe atụ nke nnọchi.
- [] Achọpụtara m ndị kacha mma na CFD zuru oke.