基于改进粒子群算法的参数化机翼气动优化.pdf

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基于改进粒子群算法的参数化机翼气动优化金鑫,孙刚。坏直接关系到民用客机的经济性能,以及日后带来的市场竞争力,重要性不容小视。在气动优化中,形状—狾猳机翼减阻设计是当今民用客机气动力设计的基础和关键,在大力提倡节能减排的今天,机翼设计的好描述最常见的方法是在初始外形的基础上叠加瓾函数,这种方法具有对形状的描述不直观、操第卷第~荽溯攮要:机翼减阻设计是民用客机气动设计的关键,本文提出了一种基于非均匀躔ハ咔嬖煨图际鹾透慕的粒子群算法的新型优化方法。前者用来描述机翼的外形,具有计算量小的优点,在优化过程中不仅具有良好的局部操控性,又能保证整体外形的光顺性;后者作为一种新兴的智能化优化方法,具有简单易行、收敛速度快、全局搜索能力强等优点,同时又适用于多目标优化问题。研究结果表明;三次非均匀跚咔婺芄环奖地使用较少的控制顶点较为精确地描述翼型及机翼的外形,在此基础上利用改进的粒子群算法进行的多目标气动优化设计,优化效率得到了提升。在效率因子本身较高的初始外形基础上,最终外形的气动性能也取得了较关照词:非均匀醣平涣W尤核惴ǎ换碛呕欢嗄勘暧呕中图分类号:.琒;猳大幅度的提高。文献标识码:文章编号:..:.;,,.,.簄—收稿日期:—,基金项目:上海市科委项目嗪牛作者简介:金鑫,男,江苏泰州人,:基于智能化方法的民机气动优化’通讯作者:孙尉,:孕甧,年力学季刊吹┐笱Яρв牍こ炭蒲担虾—.現,。—
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缸∑畦。参数化方法及优化方法展起来的智能化优化方法——粒子群算法,降低了陷人局部极值的凡率,提高了全局搜索能力,加快了收算控制顶点”。这样,在优化过程中只要移动控制顶点的坐标,就能方便地控耐翼型的外形。控性差等缺点。另外,高、高流场中翼型、机翼的流场求解是一个强非线性问题,传统的基于梯度信息的优化方法,其优化结果并不理想。特别是随着设计变量的个数增加,梯度信息的捕捉变得繁复而不精确,从而导致基于梯度方法的迭代很难收敛到最终的最优解。从上世纪九十年代起,随着数据库技术、几何成型技术、人工智能技术的发展,民用飞机气动力设计也逐渐向着参数化、系统化和智能化的方向发展。近些年来发展起来的遗传算法旧、人工神经网络方法口‘、粒子群算法。’纫幌盗兄悄苡呕杓品椒ㄔ蛭C裼梅苫ι杓拼戳艘怀⌒碌谋涓铮提供了一种全新的设计方法,使设计方案更加的多样化,设计周期变得更短,设计结果也更加得优异。本文提出了一种基于非均匀跚咔嬖煨图际鹾透慕牧W尤核惴ǖ男滦陀呕椒āW魑计算机辅助几何设计峥,篱称,下同械囊恢旨负卧煨图术,使用三次非均匀跚胬疵枋鲆硇秃突淼耐庑危染哂辛己玫木植坎倏匦裕帜鼙Vち苏逋形的光顺性,克服了传统的瓾函数叠加方法描述外形的不足。在优化过程中,改进了近年来发敛速度。研究结果表明:非均匀跚咔婺芄环奖愕厥褂媒仙俚目刂贫サ憬衔>返孛枋鲆硇图机翼的外形,在此基础上进行的多目标气动优化,优化效率得到了提升。在效率因子本身较高的初始外形基础上,最终外形的气动性能也取得了较大幅度的提高,得到了良好的优化结果。醴椒ㄊ荂械囊恢中巫疵枋龅姆椒ǎ珺样条曲线的一般定义式为嘲其中蔈2问琩;,琻莆?刂贫サ悖籒Ⅲ,⋯,称为规范趸数。它是由一个非递减参数钍的序列撼冢骸艿选!堋苊。K龆ǖ摹执畏侄味嘞钍剑夹稳图尽本文中使用三次菲均匀跚呃疵枋鲆硇汀?悸堑胶笤岛穸龋岩硇涂醋鞫