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Model-based reinforcement learning for active flow control: escalating performance and accelerated training

delete2026-02-16
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OA
AI
Y
Yan Wang *
H
Hong-Na Zhang *
Chunyu Wang 封面图
Chunyu Wang (Chunyu Wang) *
X
Xin Zheng
X
Xiao-Bin Li *
李
李凤臣 (Feng-Chen Li)
DOI:10.1080/19942060.2026.2628971delete
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摘要

摘要

En 中文
主动流动控制(AFC)技术在实现海洋工程中的主导性减阻方面至关重要。为解决强化学习(RL)基础上的AFC所固有的显著时间消耗问题,本研究提出了一种基于模型的强化学习(MBRL)方法,用于圆形圆柱体周围的主动流动控制。构建了覆盖Re=100–1000不同条件下的代理模型,以增强控制策略并减少训练时间,取代传统的基于计算流体动力学(CFD)的RL环境。MBRL策略在Re为100、200、500和1000时分别实现了14.6%、25.4%、31.2%和21.8%的减阻率,证明了基于模型的强化学习方法在主动流动控制中的有效性。考虑到高雷诺数流场预测中的数据稀缺性和复杂性,实施了一种迁移训练策略。在Re=1000处重新训练和微调后,减阻率提升至36.2%。同时,所提出的方法相比单线程实现显著加快了策略优化,将收敛所需时间缩短了数量级。本研究通过建立基于模型的框架,推动了深度强化学习在流体动力学中的应用。MBRL方法能够有效适应复杂流场变化,促进流动性能优化,并有望在未来实现主动流动控制技术在多样化和复杂流体环境中的广泛应用。
Keyword:
Model-based reinforcement learning
active flow control
drag reduction
flow over cylinder

期刊

Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics 封面图
Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics
IF:
5.4
论文数:
1.5K
被引数:
3.9K

机构

T
Tianjin University
学者数:
4.7K
论文数: 1.7K
被引数: 8.5W
H
harbin engineering university
学者数:
5.6K
论文数: 2.0K
被引数: 0
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