通用飞机翼身整流罩优化设计

在飞机飞行的流场中,飞机的各部件存在着相互干扰。机翼、机身交接处的干扰,造成相应的阻力增加,为减少阻力,对原始模型及机翼上移后用CATIA进行整流、修型优化设计后的模型气动特性进行了对比。随着CFD技术的日益成熟,飞机气动外形设计更趋于精细化,对翼身整流罩而言,其外形的设计对飞机气动特性影响很大,因此对翼根整流罩进行具体的分析研究很有现实意义。     

基于松散式代理模型管理框架的亚音速机翼优化设计方法研究

基于N-S方程的三维气动外形的优化设计一直以来都因为存在众多的设计变量和庞大的计算量问题而无法实现,为了解决这些问题,文中发展了一套机翼气动优化设计系统,该系统基于模拟退火粒子群优化算法、松散式代理模型以及动网格和改进的HicksHenne函数变形技术,选取翼根、翼梢各18个设计变量进行参数化。按某型飞机设计要求,在给定设计指标下进行优化设计,研究了基于松散式代理模型管理框架下,训练样本采用拉丁超立方方法对Kriging代理模型的预测能力进行评估,以及应用该代理模型框架进行了亚音速机翼的气动外形优化设计,结果显示,优化后机翼的气动特性有着显著提高。     

基于Stochastic Kriging的柔性机翼稳健性优化设计

采用随机代理模型方法对柔性机翼气动外形进行稳健性优化设计。相比确定性优化设计,稳健性设计能够考虑设计变量和参数的扰动,保持设计结果在不确定性影响下的性能稳定。采用高精度的气动/结构耦合求解器(耦合Navier-Stokes方程和结构静力学方程)分析柔性机翼的变形情况和气动效率。为了提高优化效率,建立随机Kriging(Stochastic Kriging,SK)代理模型,将确定性的Kriging代理模型发展到随机空间,通过有限次输入得到数据的固有不确定性。对柔性M6机翼的气动外形进行稳健性优化设计,结果表明:相比确定性代理模型的稳健性优化结果,应用随机代理模型的优化结果的设计点阻力系数减小2.8 counts,在可变马赫数范围内阻力系数均值减小3.2 counts,优化结果具有较高的设计点气动效率和阻力发散特性,并且优化后构型的翼根弯矩有明显减小,体现随机代理模型在稳健性优化设计系统中的优势,同时也说明建立的SK代理模型具有较高的预测精度。     

基于高斯过程回归的机翼/短舱一体化气动优化

为了解决机翼/短舱一体化气动设计的高维非线性优化问题，基于高斯过程回归（GPR）模型提出新型优化设计方法.采用类别形状函数变换（CST）方法对机翼/短舱一体化构型中的翼型进行几何参数化建模；通过控制机翼形状参数、短舱形状参数和短舱安装参数实现机翼/短舱构型变形，该参数化建模过程共计包含50个设计参数.通过GPR模型构建机翼/短舱设计参数与气动性能之间的代理模型，并采用贝叶斯优化（BO）算法实现代理模型的自更新和最优气动外形的获取.结果表明：优化后一体化构型的阻力系数下降了10.95%，通过流场分析发现机翼外形和短舱外形的优化改善了表面流场结构，短舱安装位置的优化减弱了机翼和短舱间的气动干扰.     

极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究

基于多体系统动力学和升力线气动模型,考虑柔性后掠叶片动态失速和气动弹性耦合问题,建立了风力机气弹耦合模型,研究极端运行阵风及阵风作用时间对某5 MW后掠风力机叶片气动性能的影响。结果表明：极端运行阵风对叶根挥舞力矩、功率、攻角、升力系数和轴向推力等气动特性具有较大影响。研究工作对风力机的结构优化设计和疲劳寿命设计具有重要作用。     

基于前掠式HWB(翼身融合混合布局)无人飞行器的初步研究

根据前掠翼布局及飞翼布局的特点,针对前掠式HWB(翼身融合混合布局)建立模型,采用流场可视化分析方法,对前掠式HWB(翼身融合混合布局)模型进行流场分析,发现在较合理的气动布局设计情况下可以有效的改善前掠翼气动弹性发散、翼根失速等问题从而获得良好的气动性能.在此基础上进一步试制模型并试飞,获得了较为理想的效果.为前掠翼飞机的实用化做了前期的探索.     

基于FCE方法的超声速机翼厚度分布优化

远场组元(Far-field Composite Element,FCE)激波阻力优化方法是基于类别形状函数变换(Class Shape Transformation,CST)参数化方法发展出的一种超声速飞行器气动外形优化方法。文章使用CST参数化方法对超声速客机的大后掠机翼进行外形参数化,并以机翼容积和局部相对厚度为约束条件,使用FCE方法对其厚度分布进行以激波阻力最小为设计目标的快速优化。与原机翼相比,FCE优化方法使机翼激波阻力系数降低达61%,是超声速飞行器概念设计阶段降低激波阻力十分有用的优化方法。     

考虑气动弹性影响的机翼复杂气动外形设计研究

根据气动-结构一体化设计思想,结合机翼在真实飞行条件下受到气动载荷产生弹性变形的问题,进行了一种考虑静气动弹性影响的复杂机翼气动外形反设计方法研究.气动载荷及机翼结构弹性变形由基于非结构网格的三维Euler方程耦合结构力学平衡方程求解得到;用Takanashi余量修正方法作为机翼反设计方法,进行"复杂机翼气动弹性分析-简单光滑机翼反设计"循环迭代设计.以某型带有挂架及翼梢小翼的支线飞机大展弦比机翼作为设计算例,设计结果表明发展的设计方法是可行的,具有很高的工程实践意义和实用性.     

三维机翼的型架外形设计研究

采用三维N－S方程为控制方程，计算机翼所受的气动力与静气动弹性平衡方程耦合求解，在研究机 静气动弹性规律的基础上，对机翼进行型架外形设计，使之在飞行中满足飞机设计气动外形的要求，并以一后掠机翼为算例，计算结果与有关献相吻合。     

某轻型飞机机身外形气动优化研究

对某轻型飞机机身进行局部修形,并应用CFD软件进行仿真计算,对比分析两种外形的纵向气动特性,发现修形改善了机翼周围流场,降低了机身底部阻力,全机的纵向气动特性有小幅提高.     

复合材料尖削结构同级优化方法研究及ISIGHT实现

现有复合材料优化方法在进行尖削结构优化时,设计变量多而且难以保证纤维的连续性,文章提出了一种基于尖削结构模型的复合材料的同级优化方法。通过引入了铺层组、铺层组厚度、铺层组铺层顺序和铺层组距离变量等参数,在不影响优化结果的同时能有效的减少设计变量个数,并保证纤维的连续性。文章借助商业软件ISIGHT实现了该同级优化方法,采用某层合板优化问题验证了该方法的有效性。     

桁架结构尺寸和形状、拓扑的渐进优化方法

提出了一种求解桁架结构尺寸，形状和拓扑组合优化的渐进优化方法。将优化问题分解为拓扑优化和尺寸、形状优化两个子问题分层求解。通过连续化的拓扑变量和近似方法构造了拓扑变量灵敏度系数计算式，由拓扑变量灵敏度系数识别和删除杆件单元。结构尺寸、形状优化采用准则法和渐进移点法的组合方法。分层优化时，在桁架中加上所有可能的杆件，先进行尺寸、形状优化，再进行拓扑优化，随后二者交替进行迭代，迭代过程的结构重量最小值即为最优解。算例表明了文中方法的有效性，以及组合优化最优解不一定是杆件数目较少的解。     

一种全局最优的多基阵声纳数据融合方法

优化分布式检测系统性能的方法和算法很多,但是,这些方法或是优化传感器的判决规则或是优化融合中心的融合规则,而不是两同时优化。本提出了一种同时优化传感器判决 融合中心融合规则的全局优化算法,它扫描所有可能的解,找出在Ｎｅｙｍａｎ－Ｐｅａｒｓｏｎ意义上的最优解,该算法应用于具有三部声纳的分布式检测系统,获得了满意的检测性能证明了算法的有效性。     

单面瓦楞机高速瓦楞辊齿形参数的优化设计

以瓦楞辊的运动学性能参数为目标函数,以齿顶、齿根圆弧半径（ｒ１,ｒ２）及齿顶、齿根圆弧的圆心所在圆的半径（Ｒ１,Ｒ２）等参数为设计变量,以ＭＡＴＬＡＢ语言工具籍为工具,得出在满足原纸最大张力、进纸速度、折楞率、齿形角、楞高等约束条件下的最优齿形参数。     

基于Pareto遗传算法的机翼多目标优化设计研究

文章将多目标优化方法中的Pareto遗传算法与能准确描述翼型无粘性流动的Euler方程以及旋翼气动分析模型结合起来,以旋翼悬停效率和固定翼的升阻比作为优化设计的目标对需同时满足旋翼和固定翼两种使用要求的机翼进行了多目标优化设计。设计结果表明通过优化设计的机翼在气动性能上得到了提高,达到了优化设计的目的,文中发展的机翼优化设计方法是可行的。     

改进的遗传算法在结构优化设计中的应用

遗传算法(GA)是基于达尔文进化论和遗传学说形成的一种崭新的优化算法.它具有全局收敛性和并行性;对先验知识要求较少,具有很强的适应性.针对结构优化设计方法中存在的局限性,将改进的遗传算法用于结构优化设计中.改进的GA采用以下措施提高搜索效率:(1)动态调整变量区间和GA参数;(2)在每一轮进化结束后重新初始化群体,开始新的进化;(3)将最优个体保留到下一轮.据此编制了计算机程序,并将其应用到一个桁架结构的优化实例中.运行结果表明,改进后的遗传算法用于结构优化设计能够有效地避免陷入局部最优解的现象,提高了搜索效率,具有较强的适应性.     

混合变量优化设计的整型化方法

基于连续变量在工程应用中的实际可取值皆为按不同单位、依不同精度而定的离散数，提出了将连续变量视为离散变量、并进一步将混合变量转换为单一的纯整型变量，在整型空间内对全离散或混合离散变量、约束非线性问题进行优化设计的新方法，使算法和程序得到简化。仿真算例表明，该方法具有很高的计算效率和可靠性，完全可以满足工程计算需要。     

带有横向调度的两级维修备件库存系统优化方法研究

在对库存控制策略研究的基础上,针对带有服务水平约束的两级维修备件库存系统控制优化问题,提出了基于最短路径调度的分布式库存控制优化数学模型及其求解算法和基于多元线性回归的总存储库存控制优化仿真模型,实现了对两级维修备件库存系统控制参数的优化。仿真结果1表明了最短路径维修备件调度方法不仅可以提高分布式库存系统的服务水平,还可以有效降低库存成本和订货量的波动;2证明了基于多元线性回归的总存储库存控制优化数学模型的正确性。     

Multi-objective optimization design of airfoil and wing

To extend available monoobjective optimization methods to multiobjective and multidisciplinary optimization, the construction of a suitable resultant objective function(in deterministic method-DM) or a fitness function(in genetic algorithm-GA) is important. An objective function combination method (OFCM) of constructing such a function for constrained optimization problems is suggested. How to use both deterministic and genetic algorithms to biobjective and bidisciplinary optimal design of high performance airfoils and wings is discussed. Numerical results in both 2D (airfoil) and 3D (wing) cases show that the present method can be used to optimaize different kinds of initial airfoils and wings. The performance of optimized shape is improved significantly. The method is successful and effective.     

关于（0，1）矩阵A的Per（A）

本文提出一类优化问题：设Ａ是（０，１）矩阵，Ｊ是全１的方阵，在Ａ２＝Ｊ条件下，求Ｐｅｒ（Ａ）的最大值．