Construction of approximate mathematical models on results of numerical experiments

Аннотация

Математическая модель артиллерийского выстрела представлена в виде системы нестационарных одно- и двумерных дифференциальных уравнений многофазной газодинамики и теплообмена. Для численного решения газодинамических уравнений используется совместный эйлерово-лагранжев метод. Исходная математическая модель аппроксимируется системой обыкновенных дифференциальных уравнений с применением вектора корректирующих функций. Корректирующие функции находятся из решения многокритериальной задачи оптимального управления. Многокритериальная оптимизация осуществляется с применением гибридного генетического алгоритма. Полученная модель является адекватной и позволяет провести большую вычислительную серию расчетов основных параметров процесса (скорости снаряда и максимального давления) в зависимости от исходных параметров. Сравнительный анализ различных аппроксиматоров (линейная множественная регрессия, метод опорных векторов, многослойная нейронная сеть, радиальная сеть, метод нечетких деревьев решений) показал, что приемлемую точность 0.4-0.5 % обеспечивают только методы нелинейной аппроксимации, такие как многослойная и радиальная нейронные сети. Построенные аппроксимирующие модели не требуют больших затрат вычислительного времени и могут быть реализованы в системах управления.