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面向弱可压缩流动的多喷嘴框架——应用于气动控制的 provable robust 方案

流体动力学 2026-04-30 v1

摘要

强化学习已经在寻找各种场景下的优秀流体控制策略方面逐渐成熟。现有文献集中关注使用简单两喷嘴方案(及其变体)或 straightforward 以均值中心为导向的多喷嘴布局。这种均值中心方法本质上是非单射的,使得演员网络的不同动作预测可导致相同的实现喷嘴强度。因此,true multi-jet setup 的潜力仍未得到探索。为此,本文首先理论分析了多喷嘴布局,揭示了上述缺陷,提出了可行的替代方案。我们还推导了这些布局运行成本的上界,发现所提出的方法的 maximum running cost 与喷嘴数量无关(而传统布局接近线性增长)。将均值中心和提议的多喷嘴布局应用于 various 流动配置,以测试性能和学习能力。新方案在学习更复杂的流体控制策略方面效果显著,通过精细协调喷嘴以产生最小化作用力的有利结果。对于气缸-通道案例,此结果导致阻力和总力抑制超出理想对称情况;对于气动剖面,分离区被最小化,气动效率显著提升(根据喷嘴配置,从 53% 提升至 73%)。此外,我们还纳入了来自传统强化学习文献的最佳实践,以显示快速、可重复且可靠的学习,从而降低 upfront 训练成本。该研究因此提供了一个稳健且在数学上有据可循的多喷嘴设计方法,弥补了此前被忽视的理论差距。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.26481,
  title  = {A Provably Robust Multi-Jet Framework applied to Active Flow Control of an Airfoil in Weakly Compressible Flow},
  author = {Rohan Kaushik and Anna Schwarz and Andrea Beck},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.26481},
  year   = {2026}
}

备注

25 pages, 33 figures