Predicción de la Respuesta Espectral para la Separación de Explosiones Basada en DeepONet
Autores: Chen, Xiaoqi; Qu, Zhanlong; Wang, Yuxi; Chen, Zihao; Chen, Ganchao; Kang, Xiao; Li, Ying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicción de la Respuesta Espectral para la Separación de Explosiones Basada en DeepONet
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ondas de choque
Vehículos aeroespaciales
Diseños estructurales
Atenuación de choques
Red de Operadores Profundos
Respuesta espectral
Estructuras de naves espaciales
Resistencia a choques
Refuerzo circunferencial
Modelo neuronal
Sobreajuste
Bandas de frecuencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Las ondas de choque fuertes generadas durante el proceso de separación pirotécnica de vehículos aeroespaciales pueden causar daños de alta frecuencia o incluso fallos estructurales en la estructura del vehículo. Los diseños estructurales existentes para la atenuación de choques suelen depender de métodos de espectros de respuesta a choques, que requieren múltiples cálculos de elementos finitos para determinar los parámetros geométricos óptimos, lo que conduce a una eficiencia relativamente baja. En este trabajo, proponemos un método de predicción de respuesta espectral para estructuras de naves espaciales utilizando la Red de Operadores Profundos (DeepONet). Este método preserva las relaciones físicas entre las variables de entrada, modulariza los datos de entrada geométricos y posicionales, y produce la respuesta espectral. Integramos este modelo neuronal para analizar el impacto de los parámetros estructurales de la nave espacial en el rendimiento de resistencia a choques, revelando que el refuerzo circunferencial tiene la influencia más significativa en la resistencia a choques. Luego, realizamos un análisis detallado del modelo DeepONet, observando que los modelos con un mayor número de neuronas por capa se entrenan más rápidamente pero son propensos al sobreajuste. Además, encontramos que centrarse en bandas de frecuencia específicas para la predicción de respuesta espectral produce resultados más precisos.
Descripción
Las ondas de choque fuertes generadas durante el proceso de separación pirotécnica de vehículos aeroespaciales pueden causar daños de alta frecuencia o incluso fallos estructurales en la estructura del vehículo. Los diseños estructurales existentes para la atenuación de choques suelen depender de métodos de espectros de respuesta a choques, que requieren múltiples cálculos de elementos finitos para determinar los parámetros geométricos óptimos, lo que conduce a una eficiencia relativamente baja. En este trabajo, proponemos un método de predicción de respuesta espectral para estructuras de naves espaciales utilizando la Red de Operadores Profundos (DeepONet). Este método preserva las relaciones físicas entre las variables de entrada, modulariza los datos de entrada geométricos y posicionales, y produce la respuesta espectral. Integramos este modelo neuronal para analizar el impacto de los parámetros estructurales de la nave espacial en el rendimiento de resistencia a choques, revelando que el refuerzo circunferencial tiene la influencia más significativa en la resistencia a choques. Luego, realizamos un análisis detallado del modelo DeepONet, observando que los modelos con un mayor número de neuronas por capa se entrenan más rápidamente pero son propensos al sobreajuste. Además, encontramos que centrarse en bandas de frecuencia específicas para la predicción de respuesta espectral produce resultados más precisos.