10.14489/vkit.2018.04.pp.034-040

DOI: 10.14489/vkit.2018.04.pp.034-040

Соболь В. Р., Торишный Р. О.
РАЗРАБОТКА СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБУЛЕНТНОГО ВОЗДУШНОГО ПОТОКА В РАМКАХ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
(c. 34-40)

Аннотация. Предложена стохастическая модель динамики физических характеристик турбулентного потока на основе результатов газодинамического моделирования. Проведен анализ временны́х рядов, получаемых в ходе газодинамического моделирования. Даны описания методики идентификации стохастической модели и процесса генерации новых реализаций. Рассмотрен процесс моделирования многомерной динамики. Приведены численные примеры. Все операции реализованы в рамках программного комплекса в среде MatLab.

Ключевые слова: турбулентный поток; газодинамические моделирование; идентификация случайных процессов; стохастическое моделирование; интегрированная модель авторегрессии скользящего среднего.

Sobol V. R., Torishnyi R. O.
DEVELOPMENT OF STOCHASTIC DYNAMIC MODEL FOR PHYSICAL CHARACTERISTICS OF A TURBULENT AIRFLOW AS THE PART OF THE SOFTWARE COMPLEX
(pp. 34-40)

Abstract. We propose a stochastic dynamic model for the physical characteristic of the turbulent airflow streaming inside the niche in the fuselage of an aircraft. Time series, computed via gas-dynamic modeling by solving the Navier–Stokes equations, are used as initial data. This time series may present the harmonic oscillations or oscillatory processes with non-constant random amplitudes and periods, depending on the geometry and environmental parameters. The basic requirements for the model are universality, proximity of autocovariance functions for the original and generated trajectories, possibility of forecasting the process behavior and possibility of multidimensional dynamic modeling. In article the process of the model’s parameters identification is described. Identification of the model reduces to identification of the stochastic sequences of amplitudes and half-periods of oscillations. ARIMA-model (AutoRegressive Integrated Moving Average) with customizable parameters is used as the basic model for sequences stated above. The process of trajectory synthesis based on preconfigured stochastic model is provided. The algorithm of transition from one-dimensional model to multidimensional model is described. Linear regression is used as an additional part of identification process for multidimensional model. The article contains basic methods and functions used in implementation of described processes in MatLab environment. Few numerical examples of the work of developed software complex are given.

Keywords: Turbulent flow; Gas-dynamic modeling; Stochastic process identification; Stochastic modeling; Autoregressive integrated moving average multidimensional dynamics.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Р. Соболь, Р. О. Торишный (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

V. R. Sobol, R. O. Torishnyi (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Mathematical and Software Support for 3D-Mathematical Modelling of the Airflow Impact on the Optical-Mechanical Unit Mounted in the Aircraft Unpressurized Compartment / I. E. Ivanov [et al.] // Bulletin of the South Ural State University. Ser.: Mathematical Modelling, Programming and Computer Software. 2017. V. 10, No. 4. P. 113 – 123. doi: 10.14529/ mmp170411
2. Соболь В. Р. Методика математического моделирования процесса воздействия воздушного потока на оптико-механическое устройство с учетом результатов натурных экспериментов // Успехи современной радиоэлектроники. 2014. № 4. С. 53 – 57.
3. Горяинов А. В., Иванов И. Э., Семенихин К. В. Идентификация статистической модели атмосферных возмущений, действующих на оптико-динамическое устройство на борту самолета во время полета // Тез. докл. IV науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы развития систем и средств ВКО» / ОАО ГСКБ «Алмаз-Антей», 26 – 28 сент. 2013 г. С. 410 – 414.
4. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление: пер. с англ. / под ред. В. Ф. Писаренко. М.: Мир, 1974. 406 с.

Eng

1. Ivanov I.E. (2017). Mathematical and software support for 3d-mathematical modelling of the airflow impact on the optical-mechanical unit mounted in the aircraft unpressurized compartment. Bulletin of the South Ural State University. Ser.: Mathematical Modelling, Programming and Computer Software, 10(4), pp. 113-123. doi: 10.14529/ mmp170411
2. Sobol' V. R. (2014). Method of mathematical modeling of the process of the effect of air flow on the optical-mechanical device with results of field experiments taking into account. Uspekhi sovremennoi radioelektroniki, (4), pp. 53-57. [in Russian language]
3. Goriainov A. V., Ivanov I. E., Semenikhin K. V. (2013). Identification of a statistical model of atmospheric disturbances acting on an optical-dynamic device on board an aircraft during the flight. Proceedings of the IV scientific and technical conference of young scientists and specialists «Topical issues of the development of aerospace defense systems and means». OJSC GSKB «Almaz-Antei», 26 – 28 September 2013, (pp. 410-414). [in Russian language]
4. Pisarenko V. F. (Ed.), Boks Dzh., Dzhenkins G. (1974). Time series analysis. Forecast and management. Moscow:Mir. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2018.04.pp.034-040

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2018.04.pp.034-040

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.