物理学 > 流体动力学
[提交于 2025年7月10日
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标题: 磁流体动力学流动的实时控制
标题: Real-time control of a magnetohydrodynamic flow
摘要: 我们通过外部施加的电场和磁场产生的洛伦兹力,展示了对弱导电磁流体动力学(MHD)流动的反馈控制。 具体而言,我们使用围绕和位于流体储层周围的电极和电磁铁阵列,将电解质的流动引导至预定的速度或涡度模式,反馈由平面粒子图像测速(PIV)提供。 控制是通过模型预测控制(MPC)框架实现的,在该框架中,通过最小化流动预测演变的代价函数来计算控制信号。 预测器完全通过数据构建,使用Koopman算子理论,这使得底层非线性流体动力学能够以线性表示。 这种线性允许通过在两个小且高效可解的凸二次规划(QP)之间交替来解决MPC问题:一个用于电极,另一个用于电磁铁。 结果控制器在标准笔记本电脑上以闭环运行,实现了对流动的实时控制。 我们通过实验演示了该方法的功能,其中流动被塑造成与一系列参考速度场和时变涡度场相匹配。
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