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《飛行器外形氣動、隱身綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文飛行器外形氣動、隱身綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究姓名：夏露申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：高正紅20040201摘要飛行器外形氣動、隱身綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)多學(xué)科多目標(biāo)非線性系統(tǒng)，涉及多個(gè)學(xué)科的多項(xiàng)性能要求，對飛行器外形參數(shù)的取值要求常常是相互影響、相互矛盾的。所以，在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)時(shí)，必須將設(shè)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)作由多個(gè)學(xué)科組成的統(tǒng)一的整體來看待，需要充分協(xié)調(diào)飛行器的氣動、隱身等性能的不同要求，需要考慮它們之間復(fù)雜的關(guān)系并進(jìn)行綜合和折衷。本文針對飛行器外形，研究對其進(jìn)行氣動、隱身綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與多目標(biāo)優(yōu)化方法相結(jié)合，應(yīng)用于幾類典型飛行器外形氣動、
2、隱身綜合設(shè)計(jì)。本文主要完成了以下幾方面的工作：1、將多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)中的系統(tǒng)分解法引入到飛行器外形綜合設(shè)計(jì)中，研究了基于Nash平衡的傳統(tǒng)系統(tǒng)分解方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了針對解決傳統(tǒng)系統(tǒng)分解方法問題的基于Pareto的系統(tǒng)分解方法。該方法在合理分解復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，最終獲得一組均勻分布的對應(yīng)不同權(quán)重分配情況下的優(yōu)化方案，為工程設(shè)計(jì)人員提供多種結(jié)果進(jìn)行參考。2、建立了適用于飛行器外形氣動、隱身綜合設(shè)計(jì)的變可信度模型管理結(jié)構(gòu)，使得在系統(tǒng)優(yōu)化過程中，降低了目標(biāo)特性的計(jì)算難度與計(jì)算量，保證了最終優(yōu)化結(jié)果可以滿足較高可信度的要求，提高了優(yōu)化結(jié)果的可信性。由于該方法適合現(xiàn)代飛行器外形設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可以滿
3、足詳細(xì)設(shè)計(jì)方案要求。3、針對具有代表性的飛行器布局特點(diǎn)，研究不同類型飛行器外形設(shè)計(jì)中的共性與特性，分別從構(gòu)成飛行器外形的基本元素翼面類(翼平面形狀和翼型剖面形狀)、體類(機(jī)身外形)出發(fā)，建立了描述飛行器外形的參數(shù)化幾何外形數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了幾何控制參數(shù)與設(shè)計(jì)變量提取準(zhǔn)則。4、為了提高優(yōu)化效率，應(yīng)用變可信度模型管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了變可信度氣動優(yōu)化管理模型與搜索算法，優(yōu)化迭代中采用基于定常小擾動勢流方程的格林函數(shù)法作為氣動分析基礎(chǔ)，同時(shí)將Euler方程數(shù)值解法作為高可信度模型。對RCS的數(shù)值計(jì)算，采用高頻算法中較通用的物理光學(xué)法計(jì)算面元對雷達(dá)波的散射特性，同時(shí)結(jié)合等效電流法計(jì)入邊緣繞射的影響。對
4、飛行器外形氣動、隱身綜合設(shè)計(jì)這樣傳統(tǒng)搜索算法難以解決的高度復(fù)雜的非線性問題，本文采用了智能優(yōu)化算法一遺傳算法，探討了其優(yōu)化機(jī)理和基本模型，并建立了適用于多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pareto遺傳算法。5．采用根據(jù)上述方法建立的優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對無人作戰(zhàn)飛行器、三翼面布局戰(zhàn)斗機(jī)、大展弦比飛翼布局無人機(jī)等典型外形飛行器進(jìn)行氣動、隱身的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，來考察該設(shè)計(jì)系統(tǒng)的適用性，檢驗(yàn)優(yōu)化前后氣動、隱身性能的改善程度。關(guān)鍵詞：氣動、隱身綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化，多目標(biāo)優(yōu)化，基于Parcto的系統(tǒng)分解方法，變可信度模型管理結(jié)構(gòu)，Pareto遺傳算法AbstractAerodynamicandstealths
5、ynthesisoptimizationdesignforaircraftconfigurationisamultidisciplinaryandmulti—objectivenonlinearsystem，whichinvolvesmultipleperformancerequirementsofmultipledisciplines。Thevaluerequirementsfortheaircraftconfigurationparametersareinteracfionalandconflicfive．So，duringtheprocessofsynthesisdesign，t
6、hedesignsystemshouldbetreatedasawholecomposedofmultipledisciplines，thecomplexrelationbetweenaerodynamicandstealthperformanceshouldbeconsidered，andthecollaborationandtradeoffforthedifferentperformancerequirementsareneed．111thisthesis，aimingataircraftconfiguration，thecharacteristicsofaerodynamican
7、dstealthsynthesisoptimizationdesignareresearched．Themulfidisciplinarydesignoptimization(MDO)andmulti—objectiveoptimization(MO)arecombinedandappliedtoaerodynamicandstealthsynthesisdesignforsomekindsoftypicalaircraftconfigurat
