×
李志进；I.M.纳文。；M.Y.侯赛尼。；Le Dimet，F.-X。

通过吸气和吹气对气缸尾迹进行优化控制。 （英语） Zbl 1151.76443号

计算。流体 32，第2期，149-171（2003）。
摘要：讨论了一种基于伴随公式的分布参数系统（包括边界参数）最优控制的通用方法，该方法特别适用于大维控制问题。描述了该方法的高效稳健实现策略。将该方法应用于非定常二维不可压Navier-Stokes方程组空间中的控制圆柱后涡脱落问题（通过圆柱表面的抽吸/吹扫），该方程组空间由含时边界条件的有限体积近似离散。考虑了三种类型的目标函数，通过正则化来避免不适定性。这些目标函数涉及时空域上的积分。成本函数的最小化使用准牛顿DFP方法。
雷诺数高达110时，旋涡脱落得到了完全控制。当控制时间窗大于斯特鲁哈尔频率的倒数涡旋脱落周期时，吸气/吹气参数的最佳值对模型的初始条件不敏感。虽然这一条件对于鲁棒控制是必要的，但可以观察到，较短的控制窗口可能足以抑制涡流脱落。

引用于24文件

MSC公司：

76D55型 不可压缩粘性流体的流动控制与优化
76D25型 唤醒和喷射
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用

关键词：

最优控制；流量控制；编码伴随模型；拟牛顿法；算法；正规化；Navier-Stokes方程；卡门涡旋脱落

软件：

旋转；吨；TNPACK公司；L-BFGS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Z.Li}等人，计算。流体32，No.2，149--171（2003；Zbl 1151.76443）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 阿贝格尔，F。；Temam，R.，《流体力学中的一些控制问题》，《计算流体动力学》，1303-326（1990）·Zbl 0708.76106号
[2] Alekseev，A.K。；Navon，I.M.，《使用多尺度分辨率和二阶伴随技术分析不适定问题》，计算方法应用机械工程，190，15-17，1937-1953（2001）·Zbl 1031.76040号
[3] Berggren，M.，流量控制问题的数值解：通过动态边界作用降低涡度，SIAM科学计算杂志，19829-860（1998）·Zbl 0946.76016号
[4] 伯格伦，M。；格洛温斯基，R。；Lions，J.L.，流量相关问题可控性问题的计算方法。（一） ：粘性Burgers方程的逐点控制，国际计算流体动力学杂志，6253-274（1996）·Zbl 0894.76056号
[5] Bertsekas，D.P.（非线性规划（1999），雅典娜科学），168-174·Zbl 1015.90077号
[6] Bewley，T.R。；Choi，H。；特曼，R。；Moin，P.，（湍流通道流的最佳反馈控制，《年度研究简报》-1993（1993），湍流研究中心：斯坦福大学/美国宇航局埃姆斯湍流研究中心），12
[7] Burns，J.A。；Kang，S.，输入/输出有界的Burgers方程的控制问题。技术报告90-45，ICASE（1990），NASA兰利研究中心：NASA兰雷研究中心，弗吉尼亚州汉普顿
[8] Choi，H。；特曼，R。；梅因，P。；Kim，J.，非恒定流反馈控制及其在随机Burgers方程中的应用，流体力学杂志，253509-543（1993）·Zbl 0810.76012号
[9] 德赛，M.C。；Ito，K.，Navier-Stokes方程的最优控制，SIAM J control Opt，321428-1446（1994）·Zbl 0813.35078号
[10] Fursikov，A.V.，三维Navier-Stokes方程的精确边界零可控性，Dyn控制系统杂志，1325-350（1995）·Zbl 0951.93005号
[11] 弗西科夫，A.V。；Gunzburger，医学博士。；Hou，L.S.，Navier-Stokes系统的边值问题和最优边界控制：二维情况，SIAM J control Opt，36852-894（1998）·Zbl 0910.76011号
[12] O.加塔斯。；巴克，J.-。H.，二维和三维Navier-Stokes流的最优控制，计算物理杂志，136，231-244（1997）·Zbl 0893.76067号
[13] 格洛温斯基，R。；潘·T。；克尔斯利；Periaux，J.，用虚拟域方法对粘性流动进行数值模拟和优化形状，国际数值方法流体杂志，20695-711（1995）·Zbl 0837.76068号
[14] 格雷厄姆·W·R。；佩雷尔，I。；Tang，K.Y.，使用低阶模型的涡旋脱落优化控制，第一部分：开放式模型开发，国际数值方法工程杂志，44，7，945-972（1999）·Zbl 0955.76026号
[15] 格里贝尔，M。；Dornseifer，T。；Neunhoeffer，T.（流体动力学数值模拟：实用介绍（1998），SIAM:SIAM Philadelphia），217·兹比尔0945.76001
[16] Griewank，A.，《在反向自动微分中实现时间和空间复杂性的对数增长》，Opt-Meth Software，135-54（1990）
[17] Griewank，A。；Walther，A.，《算法799：旋转：计算微分的反向或伴随模式的检查点实现》，ACM Trans Math Software，26，1，19-45（2000）·Zbl 1137.65330号
[18] Gunzburger，M.D.（流量控制（1995），Springer:Springer New York），第381页
[19] Gunzburger，M.D.，《灵敏度、伴随和流动优化》，《国际数值机械流体杂志》，第31期，第53-78页（1999年）·Zbl 0962.76030号
[20] Gunzburger，医学博士。；侯，L.-。美国。；Svobodny，T.P.，带分布和Neumann控制的稳态Navier-Stokes方程最优控制问题的分析和有限元近似，数学Comp，57，123-151（1991）·Zbl 0747.76063号
[21] Gunzburger，医学博士。；侯，L.-。美国。；Svobodny，T.P.，《不可压缩流的边界速度控制及其在粘性减阻中的应用》，SIAM J control Optim，30，167-181（1992）·Zbl 0756.49004号
[22] Gunzburger，M.D.，基于伴随方程的不可压缩粘性流控制方法，《流动、湍流和燃烧》，65，249-272（2000）·Zbl 0996.76024号
[23] Gunzburger，医学博士。；Manservisi，S.，具有有界分布式控制的Navier-Stokes流的速度跟踪问题，SIAM J control Optim，371913-1945（1999）·Zbl 0938.35118号
[24] Gunzburger，医学博士。；Manservisi，S.，带边界控制的Navier-Stokes流的速度跟踪问题，SIAM J control Optim，39，594-634（2000）·Zbl 0991.49002号
[25] Hager，W.W.，最优控制中的Runge-Kutta方法和变换伴随系统，Numeriche Mathematik，87247-282（2000）·Zbl 0991.49020号
[26] Hansen，P.C.，（秩亏和不适定问题：线性反演的数值方面（1998），SIAM:SIAM Philadelphia），247
[27] Homescu，C。；纳文，I.M。；Li，Z.，使用最优控制抑制圆柱绕流的涡旋脱落，国际数值方法流体杂志，38，43-69（2002）·Zbl 1007.76019号
[28] 他，J.-。W。；格洛温斯基，R。；梅特卡夫，R。；Nordlander，A。；Periaux，J.，通过圆柱体流动的主动控制和阻力优化。I.振荡圆柱旋转，《计算物理学杂志》，163，83-117（2000）·Zbl 0977.76021号
[29] Hou，L.S。；Ravindran，S.S.，用惩罚方法对最优流量控制问题进行数值逼近：误差估计和数值结果，SIAM科学计算杂志，201753-1777（1999）·Zbl 0952.93036号
[30] Hou，L.S。；Yan，Y.，分段分布式控制Navier-Stokes流速度跟踪问题的动力学和近似，SIAM J Control Optim，351847-1885（1997）·Zbl 0889.35074号
[31] Joslin，R.D。；冈茨堡医学博士。；尼古拉斯·R·A。；Erlebacher，G。；Hussaini，M.Y.，最佳流量控制的自包含自动方法，AIAA J，35，816-824（1997）·Zbl 0901.76067号
[32] Leredde，Y。；Lellouche，J.M。；Dekeyser，I.，《关于Burgers方程的初始、边界条件和粘度系数控制》，国际数值流体杂志，28，113-128（1998）·Zbl 0928.76035号
[33] Li，J.P。；周，J.-。F.，大气吸引子的存在，科学中国，Ser。D42，215-223（1999）
[34] 刘博士。；Nocedal，J.，《关于大规模优化的有限内存BFGS方法》，《数学编程》，45，503-528（1989）·Zbl 0696.90048号
[35] 最小值C。；Choi，H.，低雷诺数下旋涡脱落的次优反馈控制，流体力学杂志，401123-156（1999）·Zbl 0968.76017号
[36] 梅因，P。；Bewley，T.R.，湍流反馈控制，《应用力学评论》，47，第2部分，S3-S13（1994）
[37] Nash，S.G.，截断牛顿方法的预处理，SIAM J Sci Stat Comput，61599-616（1985）·Zbl 0592.65038号
[38] Nocedal，J.，用有限存储更新拟Newton矩阵，数学计算，35773-782（1980）·Zbl 0464.65037号
[39] 欧，Y.-。R.，流量控制中外部流量控制的数学建模和数值模拟，（Gunzburger，M.D.，IMA数学卷及其应用，第68卷（1995），Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约），219-256·Zbl 0851.76014号
[40] Park DS、Ladd DM、Hendricks EW。卡门涡旋脱落的反馈控制。噪声和振动主动控制研讨会。ASME冬季年会，加利福尼亚州阿纳海姆，1992年；Park DS、Ladd DM、Hendricks EW。卡门涡旋脱落的反馈控制。主动控制噪音和振动研讨会。ASME冬季年会，加利福尼亚州阿纳海姆，1992年
[41] Park，D.S。；拉德·D·M。；Hendricks，E.W.，低雷诺数圆柱后冯·卡曼涡旋脱落的反馈控制，《物理流体》，62390-2405（1994）·兹比尔083876018
[42] Peterson，J.S.，《不可压缩粘性流计算的简化基础》，SIAM科学统计计算杂志，10777-786（1989）·Zbl 0672.76034号
[43] Protas B，Stuczek A.尾流控制问题的理论和计算研究。华沙理工大学空气动力学系；1998年（预印本）；Protas B，Stuczek A.尾流控制问题的理论和计算研究。华沙理工大学空气动力学系；1998（预印本）
[44] Roussopoulos，K.，《低雷诺数下涡旋脱落的反馈控制》，《流体力学杂志》，248267-296（1993）
[45] Schlick，T。；Fogelson，A.，TNPACK：大型问题的截断牛顿包：I.算法和用法，ACM Trans Math Software，18，46-70（1992）·Zbl 0892.65030号
[46] Sritharan不锈钢。Ou Y-R、Park DS、Ladd DM、Hendricks EW。圆柱绕流粘性流体的最优控制：数学理论、计算和实验——第一部分至第二部分。《航空航天系统的实际问题》，《俄罗斯科学杂志》1996年；1(5-15):2, 1996; 2:7-18; Sritharan不锈钢。Ou Y-R、Park DS、Ladd DM、Hendricks EW。圆柱绕流粘性流体的最优控制：数学理论、计算和实验——第一部分至第二部分。《航空航天系统的实际问题》，《俄罗斯科学杂志》1996年；1(5-15):2, 1996; 2:7-18
[47] Sritharan，S.S.，《外部流体动力学中的最优控制问题》，爱丁堡皇家学会学报，121A，5-32（1992）·Zbl 0754.76067号
[48] Temam，R.，（力学和物理学中的无限维动力系统（1988），Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约），50·Zbl 0662.35001号
[49] 季霍诺夫，A.V。；Arsenin，V.，（《病态问题的解决》（1977年），《威斯顿父子：威斯顿父女华盛顿特区》，第224页·Zbl 0354.65028号
[50] 韦特林，W.T。；Teukolsky，S.A。；Press，W.H.，（C中的数字食谱：科学计算的艺术（1993），剑桥大学出版社：剑桥大学出版社），325
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。