[发明专利]数据和物理双驱动的飞行器复杂几何区域温度场预测方法

说明书

本发明公开了一种数据和物理双驱动的飞行器复杂几何区域温度场预测方法，包括：对待求解温度场的飞行器复杂几何区域的边界进行参数化，获取边界的控制节点的坐标参数；将坐标参数输入预先训练的网格生成模型，获取对应的规则计算域内所有网格节点坐标参数；将坐标参数输入预先训练的温度场预测模型，获取对应的规则计算域温度场；根据获取的规则计算域网格节点坐标参数和规则计算域温度场、以及预设的复杂几何区域内坐标与规则计算域内坐标的映射关系，获取复杂几何区域温度场。本发明的方法能够实现不同复杂几何区域温度场的快速预测，满足飞行器的设计需求，并显著降低复杂几何区域的温度场求解所需的时间成本和计算成本。

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，具体涉及一种数据和物理双驱动的飞行器复杂几何区域温度场预测方法。

背景技术

热分析作为飞行器设计的基本环节之一，在整个设计流程中需经历反复迭代，其计算效率及求解精度至关重要。然而在防热、减重等需求牵引下，飞行器几何外形愈加复杂，导致飞行器热分析面临着更大挑战。针对飞行器复杂几何区域热分析问题，传统上主要采用包括有限元方法在内的数值方法进行飞行器复杂几何区域温度场的求解计算。

然而，由于飞行器复杂几何区域温度场计算是一个复杂的数值分析过程，单次仿真计算成本较高，而采用数值方法进行飞行器复杂几何区域温度场求解时，需要经历网格生成以及温度场迭代求解两个阶段，导致所需的时间成本和计算成本较高。并且，在实际飞行器设计过程中，当涉及对不同几何结构下温度场进行评估时，还需要大量调用仿真计算程序，此时会进一步导致时间成本和计算成本增加。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种数据和物理双驱动的飞行器复杂几何区域温度场预测方法。

本发明的技术方案如下：

提供了一种数据和物理双驱动的飞行器复杂几何区域温度场预测方法，所述方法包括：

对待求解温度场的飞行器复杂几何区域的边界进行参数化，获取边界的控制节点的坐标参数；

将坐标参数输入预先训练的网格生成模型，获取对应的规则计算域内所有网格节点坐标参数；

将坐标参数输入预先训练的温度场预测模型，获取对应的规则计算域温度场；

根据获取的规则计算域网格节点坐标参数和规则计算域温度场、以及预设的复杂几何区域内坐标与规则计算域内坐标的映射关系，获取复杂几何区域温度场。

在一些可能的实现方式中，对飞行器复杂几何区域的边界进行参数化包括：

将飞行器复杂几何区域的边界拟合为Bezier曲线，并根据当前边界的预设划分网格数确定Bezier曲线的控制顶点；

根据Bezier曲线的控制顶点在边界上的位置，确定每个控制顶点的坐标参数。

在一些可能的实现方式中，将确定的Bezier曲线的控制顶点及其坐标作为边界的控制节点及其坐标。

在一些可能的实现方式中，所述网格生成模型采用以下方式训练：

确定飞行器复杂几何区域对应的物理域内坐标与规则计算域内坐标的坐标映射方程；

获取包括多个训练样本的训练样本集，其中，所述训练样本包括边界的控制节点的坐标；

根据坐标映射方程，构建内嵌物理知识的损失函数；

利用训练样本集和内嵌物理知识的损失函数对网格生成模型进行无监督训练。

在一些可能的实现方式中，所述坐标映射方程为：