關(guān)于智能空氣動力學(xué)。

智能空氣動力學(xué)是指運用智能科學(xué)方法和研究范式研究空氣運動，尤其是物體與空氣相對運動時空氣對物體所施作用力規(guī)律、氣體的流動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理學(xué)變化，解決空氣動力學(xué)問題的新的交叉學(xué)科。在空氣動力學(xué)三大傳統(tǒng)研究手段的基礎(chǔ)上，智能空氣動力學(xué)引入第四研究范式（數(shù)據(jù)驅(qū)動），依托高性能計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，不僅實現(xiàn)傳統(tǒng)空氣動力學(xué)研究手段效率的有效提升，同時通過量變到質(zhì)變，融合多源數(shù)據(jù)自主研究空氣動力學(xué)規(guī)律，輔助科學(xué)發(fā)現(xiàn)，完善空氣動力學(xué)理論體系，拓展理論邊界；解決空氣動力學(xué)基礎(chǔ)理論、試驗、評估與設(shè)計等方面問題。

智能空氣動力學(xué)涉及到空氣動力學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)等多學(xué)科。首先，基于實驗/試驗、理論和計算三大經(jīng)典研究范式積累的空氣動力學(xué)現(xiàn)有知識體系是基礎(chǔ)。一方面為智能空氣動力學(xué)的發(fā)展提供了所必需的較為完備的物理約束和科學(xué)指導(dǎo)；另一方面，經(jīng)典范式作為生成高可信度數(shù)據(jù)的手段為其提供了所依賴的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)是智能技術(shù)發(fā)展的原動力。萬能近似定理等理論證明，機器學(xué)習(xí)新方法、優(yōu)化算法、參數(shù)初始化方法、批規(guī)范化等技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新均離不開數(shù)學(xué)學(xué)科的嚴謹證明和推演。而智能化技術(shù)中算法的實現(xiàn)、函數(shù)庫的建立以及算法在軟硬件系統(tǒng)的集成等則需要計算機科學(xué)的支撐。數(shù)據(jù)科學(xué)本身就是一門涉及多學(xué)科交叉的學(xué)科，通過利用各種相關(guān)數(shù)據(jù)尋找解決問題的途徑。針對空氣動力學(xué)中復(fù)雜多樣的研究需求，數(shù)據(jù)科學(xué)幫助研究者根據(jù)問題特性確定最佳數(shù)據(jù)驅(qū)動方法和智能化技術(shù)。

相較于實驗空氣動力學(xué)、計算空氣動力學(xué)，智能空氣動力學(xué)的典型工程應(yīng)用具有以下特征：一是通常是多研究手段和數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用，有效提高了效率、精度和適用性；二是通過“端到端”建模等方法，彌合了機理不清、算力不足等“技術(shù)鴻溝”，能夠解決一些傳統(tǒng)手段難以解決的氣動問題；三是有效融入經(jīng)驗和知識，并能在解決實際工程問題的過程中通過強化學(xué)習(xí)等手段實現(xiàn)自學(xué)習(xí)與自動尋優(yōu)。目前，智能空氣動力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包含以下4個方面：一是湍流/轉(zhuǎn)捩/燃燒/界面動力學(xué)等復(fù)雜力學(xué)現(xiàn)象預(yù)測與機理分析研究，主要是通過AI來實現(xiàn)非定常、跨尺度等復(fù)雜流動現(xiàn)象的建模，發(fā)現(xiàn)或辨識控制方程以及開展量綱分析、標度律構(gòu)建等研究；二是流動主動控制，智能的引入主要采用兩種策略，一種是將流動控制問題轉(zhuǎn)化為控制律的參數(shù)或控制律的函數(shù)形式的優(yōu)化問題，再采用智能優(yōu)化算法對優(yōu)化問題進行求解，另一種策略是基于強化學(xué)習(xí)的主動控制；三是氣動優(yōu)化設(shè)計，人工智能可以輔助設(shè)計變量降維和氣動特性與幾何參數(shù)之間機器學(xué)習(xí)模型的構(gòu)建，從而提高優(yōu)化效率和優(yōu)化結(jié)果精度；四是智能飛行，針對全階段自主飛行、應(yīng)急情況自動處置、復(fù)雜環(huán)境規(guī)避與利用等需求，智能空氣動力學(xué)主要是在高精度氣流感知、實時氣動建模與智能控制、飛行器智能變體、氣動約束下的編隊優(yōu)化與路徑規(guī)劃等方面發(fā)揮作用。除此之外，智能化方法在數(shù)值仿真和實驗開展等方面也將起到有力的促進和推動作用。