高超声速乘波飞行器多学科设计优化研究进展

来波飞行器由于其具有高升阻比特性而成为国内外高超声速飞行器研究的热点.介绍了飞行器多学科设计优化(MDO)的发展概况,简述了乘波构形优化设计的研究进展.在此基础上对高超声速乘波飞行器MDO的理论基础进行了分析,阐述了应用MDO技术进行高超声速乘波飞行器设计的必要性和可行性.重点从气动和结构系统的协同优化设计、机体和推进系统的一体化优化设计以及气动和控制系统的综合优化设计等3个方面讨论了MDO在高超声速乘波飞行器设计中的应用现状.提出了今后应加大对MDO集成框架的开发力度,大力开展包含可靠性和经济性分析的高超声速乘波飞行器多目标MDO研究.     

多学科设计在航天领域中的发展应用

多学科设计优化技术(MDO)有助于提高飞行器的总体设计水平,因此,多学科设计技术目前成为航天领域中的一项关键技术。对多学科设计优化技术的定义及研究模式进行了概述,然后阐述了多学科设计技术目前在航天领域中的发展应用情况,最后指出多学科设计技术的研究特色及难点。     

鱼雷发动机多学科设计优化应用展望

介绍了鱼雷发动机设计优化技术的现状与发展,提出了基于多学科设计优化(MDO)的鱼雷发动机优化设计方法,按零件、部件和总体方案设计3个阶段,分别从系统分解、模型建立、MDO策略、优化算法以及MDO平台建立5个方面,分析与展望了多学科设计优化在鱼雷发动机设计中的应用前景.     

基于多学科优化的导弹总体参数设计

为提高超高速反坦克导弹的总体设计性能,文中研究了多学科设计优化(MDO)技术在总体参数分析、优化中的应用方法,建立了MDO模型与集成仿真平台,并完成了总体参数初步优化.计算结果表明,在总体设计中应用MDO技术可有效提高导弹性能.     

近似方法在多学科设计优化中的应用研究

文中针对多学科设计优化中出现的问题,探讨了现有近似方法在 MDO 中的适用性。依据近似函数所能模拟设计空间的大小,将近似方法分为:局部近似、全局近似和中等范围近似。局部近似和中等范围近似在结构优化设计中应用广泛,全局近似(如响应面法)能够解决 MDO 中出现的问题。近似方法是处理 MDO 复杂性问题的有力工具。     

可重复使用跨大气层飞行器多学科设计优化中姿控子系统的建模与仿真

在对可重复使用跨大气层飞行器(RTAV)进行多学科设计优化(MDO)的过程中,对RTAV姿控子系统的时域仿真是姿控子系统设计和飞行稳定性分析的重要手段。对某RTAV的MDO过程中姿控子系统的Simulink建模与三通道综合时域仿真的方法进行了研究。从理论上分析了建模、仿真过程中遇到的代数循环问题,并针对问题特点提出了解决方案。     

多学科设计优化在飞行器总体设计中的应用

飞行器总体设计涵盖了多个学科专业,包含大量的设计变量、状态变量、约束方程以及学科专业之间的相互影响,是一个典型的复杂系统。为了提高飞行器系统的设计质量和综合性能,文中针对飞行器总体设计的特点,在多学科设计优化理论技术体系的基础上,从工程应用的角度出发,探索出一套实现飞行器总体多学科设计优化的思路和方法,实现飞行器总体的自动设计和优化,使方案论证阶段初始参数的选择更具合理性。     

导弹总体多学科设计优化技术

研究了国内外目前涉及多个学科复杂系统设计的多学科设计优化 (MDO)技术 .从MDO的定义、特点、算法等方面进行了探讨 .分析了三种建立在系统分解概念上的算法———并行子空间优化、合作优化和系统多层递阶优化 ,描述了它们的基本思想和组成 ,并对相关的概念 ,如响应曲面、敏感性导数等进行了说明 .     

飞航导弹总体设计MDO问题表述研究

多学科设计优化技术的核心内容是MDO问题表述与求解。为研究导弹总体多学科设计优化问题，给出了通用的导弹总体设计MDO表述，并基于协作优化（CO）表述，结合变复杂度建模技术和MDO框架集成技术，改造了某飞航导弹的总体设计过程，获得了较大的优化，验证了导弹总体设计CO表述的有效性，且该表述方法可以推广到各类导弹总体设计当中。     

可靠性优化方法在飞航导弹多学科设计优化中的应用

飞航导弹多学科设计优化(MDO)中,设计变量的不确定性可能降低设计结果的可靠性,传统的MDO方法无法解决这个问题。基于序贯优化和可靠性估计(SORA)的可靠性优化方法将优化设计和可靠性分析有机结合,在优化过程中考虑设计变量的不确定性,并采用单循环形式搜索优化设计结果。通过飞航导弹多学科设计优化的算例,可知基于SORA的可靠性优化方法不仅可以减小设计变量不确定性对设计结果的影响,提高可靠性,还可以有效提高计算效率。     

飞行器多学科集成设计环境及其关键技术

总结了多学科设计优化技术及其在飞行器集成设计中应用的发展历程与趋势,分析和比较了几种典型的飞行器集成设计系统,包括SSDSE、I HAT、IMD/WDE和AEE;以多学科设计优化技术与产品全生命周期管理技术的集成为出发点, 提出了企业级飞行器多学科集成设计环境的体系结构,阐述了其关键技术及实现途径,为构建原型系统提供参考.     

—种枪械总体动态优化设计的新方法

针对枪械产品的设计复杂性，结合多个学科领域优化的特点，提出应用多学科优化设计方法(MDO)来设计和优化武器产品。首先归纳分析了MDO方法，给出其在枪械设计过程中的应用框架，在此基础上开发了应用平台。最后给出了一个机枪的四个子系统两级优化模型的算例。说明在该平台上应用MDO方法于机枪的总体优化设计是可行的。     

飞行器全寿命周期多学科设计体系研究

基于飞行器全寿命周期设计、多学科设计优化的概念和方法,探讨了飞行器全寿命周期多学科设计体系问题,包括飞行器全寿命周期多学科设计工作的集成与分解、飞行器全寿命周期多学科设计体系框架的构建等问题。     

多学科设计优化技术在飞行器总体设计领域的应用

描述了多学科设计优化技术的基本概念、基本思想与优点,以及研究的关键技术,介绍了应用多学科设计优化技术解决飞行器多学科设计优化的应用实例,并对应用前景进行了展望.     

基于试验设计和响应面近似的高超声速巡航飞行器多学科设计优化

建立了基于试验设计理论和响应面近似的超燃冲压发动机推进的高超声速巡航飞行器多学科设计优化方法。首先建立外形尺寸、质量估算、气动力性能、气动热性能和推进性能学科的分析模型。模型考虑了学科间的耦合效应，结合弹道方程，形成了飞行器的总体性能模型。然后分别采用D—Optimal设计、Taguchi设计和均匀设计选择设计点，通过多机并行计算完成高超声速巡航飞行器性能分析。根据分析结果，构造响应面近似模型。通过响应面近似模型的优化，完成了高超声速巡航飞行器的多学科设计优化。计算表明，基于试验设计的多学科设计优化方法可以用于高超声速巡航飞行器的优化设计。     

鱼雷外形多学科设计优化方法研究

基于多学科设计优化(MDO)理论,结合鱼雷外形各学科优化设计方法,将鱼雷外形优化设计问题分解为一个系统级优化问题和阻力学科、自噪声学科和压力分布学科3个学科级优化问题,建立了鱼雷外形多学科设计优化模型,解决了各学科之间、学科与系统之间的耦合问题,实现了并行计算,并结合实际算例,验证了该方法的有效性.     

空射弹道式高超声速导弹多学科优化设计研究

空射弹道式高超声速导弹是目前最接近实用的高超声速飞行器,为研究该导弹的性能采用多学科优化设计(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术,对该导弹设计中所涉及的学科进行集成,构建了该导弹的MDO框架,并基于此框架对导弹开展优化设计。优化结果显示了该导弹的潜在性能,同时为该导弹的改进和发展提供了依据。     

面向MDO的战略导弹动力学仿真通用类库的设计与实现

从多学科设计优化(MDO)的思想出发,对战略弹道导弹总体设计的方法进行了探讨.在此基础上,提出了战略导弹多学科设计优化通用平台的概念.进一步以平台的重要组成部分--动力学仿真模块为例,运用UML语言对其建模,并形成通用飞行动力学类库.最后,基于该通用类库,实现了功能完善、扩展性强的动力学仿真软件.     

导弹系统的多学科设计与优化框架技术研究

为了有效支持导弹武器系统总体和各分系统在不同阶段的多学科综合设计与优化，介绍了一种三层结构的MDO框架，并从流程定制与监控、模型转换和封装、优化算法和策略及与其他系统集成等四个方面对MDO框架的关键技术进行了探讨。最后，结合FIPER和iSight两个软件的优势，提出了一种基于FIPER-iSight的多学科综合优化框架的解决方案。     

多学科设计优化方法比较

多学科设计优化(MDO)是当前复杂系统设计研究中一个最新、最活跃的领域，而多学科设计优方法是多学科优化技术体系的研究核心。文中对具有代表性的三种多学科优化方法一多学科可行法(MDF)、单学科可行法(IDF)和协同优化方法(CO)进行比较．阐述了各种方法的结构体系及其特点，并且通过一个耦合的多学科问题来说明三种方法的集成过程。