专利名称：基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法
技术领域：
本发明涉及一种高速飞行器随控优化方法，特别是涉及一种基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法。
背景技术：
高速飞行器气动外形优化将设计对象的空气动力学性能分析与最优方法相结合，通过不断改变设计对象的外形，使飞行器的气动性能在满足一定的约束条件下达到最优。高超声速飞行器的外形优化沿用传统飞行器的多学科优化设计方法，如文献I “Advancements in Multidisciplinary Design Optimization Applied to HypersonicVehicles to Achieve Closure (AIAA-2008-2591) ” 基于参数化 CAD 模型与气动学科使用工程方法，完成了升力体、乘波体高超声速可重复运载器(RLV)的多学科多目标优化。文献2 “二次曲线界面弹身的气动设计及优化(唐伟，张勇，李为吉.宇航学报，2004, 25(4):429-433)"以 二次曲线方法建立弹身外形，采用内伏牛顿理论估算高超声速气动特性，实现了具有二次曲线截面的再入飞行器布局优化。文献3“基于神经网络技术的乘波体优化设计(张锋涛，崔凯，杨国伟.力学学报，2009，41(3):418-423)”将神经网络响应面技术与CFD气动分析相结合，实现了乘波布局的气动外形优化。文献公开的高速飞行器的气动外形优化旨在增加飞行器的升阻比、升力线斜率。飞行器气动外形优化研究仍以翼型最为常见，对机身弹身的优化设计关注相对较少。此外，飞行器气动外形优化常采用基于梯度的局部方法作为优化设计算法，该方法容易陷入局部最优导致优化解的全局性较差。传统的处理方法是根据经验公式与决策方法对性能进行折中，该方法效率低、精度差。随着计算技术的发展，数值模拟与多学科优化(MDO)技术相结合已经成为当前设计的主要手段，如在MDO中已经能结合经验方法与高保真度的数值建模方法处理气动/结构耦合的初步问题。
发明内容
为了克服现有高速飞行器随控优化方法优化效果差的不足，本发明提供一种基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法。该方法将飞行器的气动非线性评价指标和气动耦合度评价指标作为优化目标，采用理想点法与模拟退火算法相协作的多目标随控优化算法。通过不断地改变飞行器外形以降低飞行器的气动非线性与耦合特性，提高线性化模型与非线性模型、解耦模型与耦合模型的相似度，使飞行器的气动非线性与耦合特性在满足一定的约束条件下达到最优。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法，其特点是包括以下步骤:步骤一、将气动非线性评价指标定义为俯仰通道的气动非线性度…,即
权利要求
1.一种基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一、将气动非线性评价指标定义为俯仰通道的气动非线性度，即
全文摘要
本发明公开了一种基于气动非线性与耦合的高速飞行器随控优化方法，用于解决现有高速飞行器随控优化方法优化效果差的技术问题。技术方案是首先对气动非线性评价指标进行定义，在对气动耦合度评价指标进行定义，然后确定随控优化目标函数，建立随控优化模型。由于将飞行器的气动非线性评价指标和气动耦合度评价指标作为优化目标，采用理想点法与模拟退火算法相协作的多目标随控优化算法。通过不断地改变飞行器外形以降低飞行器的气动非线性与耦合特性，提高线性化模型与非线性模型、解耦模型与耦合模型的相似度，使飞行器的气动非线性与耦合特性在满足一定的约束条件下达到了最优。
文档编号G06F19/00GK103116706SQ20131005765
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者周军, 林鹏, 葛振振, 周敏, 王立祺 申请人:西北工业大学