(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 111295657 A
(43)申请公布日 2020.06.16
(21)申请号 CN201880058503.0
(22)申请日 2018.02.05
(71)申请人 洛桑联邦理工学院(EPFL)
    地址 瑞士洛桑
(72)发明人 P·B·巴库埃 P·福亚 F·弗莱特
(74)专利代理机构 北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)
    代理人 梁志文
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      利用卷积神经网络代理经由梯度下降的技术设备的外形优化
(57)摘要
      本发明总体上涉及一种用于在技术设备的流体动力学参数方面对该技术设备进行外形优化的方法、系统和计算机程序，该技术设备适于暴露给围绕所述设备的轮廓流动的流体。目的是提供一种更快的用于在技术设备的流体动力学参数方面对该技术设备进行外形优化的改进方法，该方法被提供包括将技术设备的外形离散化为沿技术设备的轮廓的多个点或离散化为表面网格，以及将多个点或表面网格输入到卷积神经网络(CNN)，以计算至少一种流体动力学参数的预测值。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种用于在至少一种流体动力学参数方面对技术设备的外形进行优化的计算机实现的方法,该技术设备适于暴露给围绕所述设备的轮廓流动的流体,该方法包括:
将所述技术设备的外形离散化为沿所述技术设备的轮廓的多个点或离散化为表面网格;以及
将所述多个点或所述表面网格输入到卷积神经网络(CNN),以计算所述至少一种流体动力学参数的预测值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一种流体动力学参数包括以下中的至少一者:沿所述技术设备的轮廓的压力剖面(CP)、压力阻力系数(CDp)、摩擦阻力系数(CDf)和/或升阻比(L/D)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述技术设备包括机翼、风车叶片、船和/或车辆。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述多个点沿所述技术设备的轮廓均匀分布。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,该方法还包括:
根据所述技术设备的外形以及所述至少一种流体动力学参数来定义优化目标。
6.根据权利要求5所述的方法,该方法还包括使用梯度下降算法来对所述技术设备的外形进行优化。
正则匹配快代理7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述CNN的卷积包括圆周卷积。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述CNN包括:
第一分支,用于计算沿所述技术设备的轮廓的压力剖面(CP),其中所述第一分支优选包括全卷积网络;以及
第二分支,用于计算压力和摩擦阻力系数(CD),其中所述第二分支优选包括全连接网络。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述CNN包括用于执行所述离散化的步骤和/或用于为所述第一分支和所述第二分支馈送信息的公共部分。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,该方法还包括向所述多个点或所述表面网格施加至少一个约束。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述至少一个约束促使所述多个点中的至少一个点保持在预定位置。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其中,所述至少一个约束包括保留在所述技术设备的外形内的区域,其中所述区域优选包括矩形、平行六面体、椭圆体和/或椭圆中的至少一个。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法,其中,所述至少一个约束包括所述技术设备的外形的正则性度量。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法,其中,所述至少一个约束包括所述技术设备的外形的坐标间距离的方差度量。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,该方法还包括:
生成美国国家航空咨询委员会(NACA)剖面的多个离散化;
使用计算流体动力学(CFD)仿真器基于所生成的离散化来计算所述至少一种流体动力学参数;以及

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