基于降阶模型和梯度优化的流场加速收敛方法

摘要：

CFD是解决流体相关复杂工程问题的重要手段,随着流体力学研究和工程应用问题的日益复杂,更高效、精确的CFD算法研究至关重要.提出了一种基于降阶模型(ROM)和梯度优化用于加速稳态流场的收敛方法.该方法首先收集CFD迭代求解过程中的流场快照构造基于正交分解(POD)的降阶模型,然后使用梯度优化方法求解降阶模型得到残差更低的流场,最后以该流场为初值继续进行CFD迭代求解从而加速CFD的收敛过程.将该方法用于基于有限体积法的CFD求解器中,针对无黏、湍流算例验证了所提加速收敛方法的有效性.结果表明,加速收敛方法相比于初始CFD方法迭代步数能显著减少2～3倍,是一种高效且鲁棒的加速收敛方法,且在复杂工程问题中具有广泛的应用前景.

关键词：计算流体力学、加速收敛方法、降阶模型、梯度优化、有限体积法

所属期刊栏目：44

分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-05-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：122-132