用于粘性流场计算的一种改进的模糊控制方法

在原来研究工作的基础上,提出了一种改进的模糊控制方法,用以调整粘性流场迭代计算中亚松弛因子的值.该方向选取的控制输入量为:①相邻两次迭代所有内节点上物理量的平均相对改变值;②相邻两次迭代间这一平均相对改变值的变化量.亚松弛因子的变化量为输出量,根据经验制定出一组控制规则并通过数值计算实践进行了调整,实现了亚松弛因子的模糊控制.改进后的方法物理意义明确,包含较多的信息,控制规则更加完善.通过4个二维层流的流动和传热问题的计算表明,它可以加快迭代计算的收敛速度,使迭代次数减少到接近甚至小于采用固定亚松弛因子时的最小值.该方法的控制效果优于原来的模糊控制方法.

模糊控制技术在SIMPLER算法中的应用及求解性能分析

为了提高SIMPLER算法在三维流动问题上的求解性能,引入模糊控制方法来自动调控速度亚松弛因子的大小.在数值计算过程中,将相邻两个迭代层次上的最大动量残差比值作为模糊控制输入量,速度亚松弛因子的变化量作为模糊控制输出量,基于最大动量残差的变化趋势可实现速度亚松弛因子的自动调控,从而达到加快收敛的目的.最后,通过3个经典的流动问题验证了模糊控制方法的优越性.研究表明：当初始亚松弛因子为最不利值时,模糊控制方法的收敛速度约是固定松弛因子方法的5~30倍;当初始亚松弛因子为最佳值时,模糊控制方法迭代次数与固定松弛因子方法迭代次数之比为0.7~2.0,收敛速度相差不大;采用模糊控制方法后,SIMPLER算法在不同初始亚松弛因子下均能得到高速收敛的解,同时健壮性也显著提高.研究工作将为大幅提升SIMPLER算法在三维流动问题上的求解性能起到重要作用.