基于实测数据驱动下优化参数的移动下击暴流数值模拟

作者：冯宇; 郝键铭^*; 辛凌风; 李加武

来源：中国公路学报, 2023, 36(08): 42-55.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2023.08.005

• 桥梁工程
• 参数优化
• 数值模拟
• 下击暴流
• 代理模型

为实现下击暴流风场高精度数值模拟，基于冲击射流模型开展稳态下击暴流数值模拟，引入网格滑移技术实现下沉气流移动效应的模拟，研究下击暴流移动过程中的风场演变规律；提出以实测数据为目标的下击暴流模拟参数优化方法，将目标风速时程抽象为若干特征点，通过模拟特征点与目标值的误差建立目标函数；将代理模型引入下击暴流模拟参数优化的过程以提高计算效率，并通过数值模型计算设计样本点响应来训练代理模型；通过5组测试算例验证Kriging模型的代理精度和参数优化方法的可行性，采用所提出的优化方法以安德鲁斯空军基地(AAFB)所监测的下击暴流风场为目标进行模拟参数优化，并基于此参数进行数值模拟。研究结果表明：下沉气流喷口速度Uj、喷口移动速度UT和环境风速Ub的相对值是影响下击暴流平均风速时程时变特征的关键因素；在参数优化过程中引入代理模型替代数值模型参与优化迭代，极大地提高了参数优化的效率；基于最优参数进行数值模拟，显著提高了下击暴流数值模拟的精度。

• 单位
  长安大学; 公路学院