本文關(guān)鍵詞：基于代理模型的兩棲車輛外形減阻優(yōu)化方法研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)在國(guó)防領(lǐng)域中不斷發(fā)展，擁有高性能的兩棲車輛對(duì)于類似我國(guó)這樣的國(guó)土遼闊、鄰國(guó)眾多、地域環(huán)境復(fù)雜的沿海國(guó)家具有重要的戰(zhàn)略意義。為提高兩棲車輛快速性、靈活性等作戰(zhàn)性能，那么必須提高兩棲車輛的水上航速。外形減阻作為提速的關(guān)鍵手段之一，對(duì)兩棲車輛結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文主要結(jié)合CFD技術(shù)與基于代理模型的優(yōu)化方法針對(duì)兩棲車輛外形減阻優(yōu)化進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： 建立了一套更加完善的兩棲車輛數(shù)值計(jì)算方法。在傳統(tǒng)的計(jì)算方法基礎(chǔ)上，，改進(jìn)了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的劃分方法；改進(jìn)了兩棲車輛航行姿態(tài)的調(diào)整方法；提出了在數(shù)值計(jì)算中的航行姿態(tài)調(diào)整策略。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，吻合度較高，驗(yàn)證了數(shù)值方法的正確、可靠性。 建立了一套基于代理模型的兩棲車輛優(yōu)化方法。制定了優(yōu)化方法步驟，詳細(xì)地解釋了所有步驟中的內(nèi)容，并給出了優(yōu)化方法中所需要的MATLAB程序。根據(jù)優(yōu)化方法及其程序的特殊性，將優(yōu)化方法分為了六種類型，然后針對(duì)常見的兩棲車輛優(yōu)化問題進(jìn)行了歸類。 采用優(yōu)化方法得到了車體最優(yōu)航行傾角。并以車體最佳航行傾角的外形減阻優(yōu)化為例闡述了單自變量單目標(biāo)變量型問題的應(yīng)用。固定航速下車體具有最佳航行傾角，當(dāng)航行傾角小于最佳航行傾角時(shí)，航行阻力隨傾角減小而急劇增加；當(dāng)航行傾角大于最佳航行傾角時(shí)，航行阻力隨傾角增加而緩慢增加。 采用優(yōu)化方法得到了車體最優(yōu)長(zhǎng)寬比。并以車體長(zhǎng)寬比外形減阻優(yōu)化為例闡述了單自變量多目標(biāo)變量型問題的應(yīng)用。航行阻力隨著車體長(zhǎng)寬比增加而減小，但減小航行阻力必須以犧牲車體的穩(wěn)定性為代價(jià)，因此車體長(zhǎng)寬比具有最優(yōu)解。 采用優(yōu)化方法得到了尾翼板相對(duì)于車體角度、防浪板相對(duì)于車體角度、車體重心位置三個(gè)因素的最優(yōu)配合值。并以多外形參數(shù)外形減阻優(yōu)化為例闡述了帶“壞點(diǎn)”的多自變量多目標(biāo)變量問題的應(yīng)用。不同航速下航行阻力對(duì)三個(gè)因素的敏感性不同；每個(gè)速度對(duì)應(yīng)的三個(gè)因素的最優(yōu)解不同，因此多速度下最優(yōu)配合值是以犧牲每個(gè)速度的航行阻力為代價(jià)而得到。
【關(guān)鍵詞】：兩棲車輛 代理模型 外形優(yōu)化 減阻機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.78;U469.693
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-33
• 1.1 兩棲車輛研究背景及意義10-11
• 1.2 兩棲車輛與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀11-32
• 1.2.1 兩棲車輛研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀19-32
• 1.3 本課題主要工作32-33
• 第2章 基于代理模型的兩棲車輛數(shù)值優(yōu)化方法33-54
• 2.1 兩棲車輛數(shù)值計(jì)算方法33-45
• 2.1.1 湍流模型33-34
• 2.1.2 多相流模型34-36
• 2.1.3 網(wǎng)格劃分及評(píng)價(jià)36-41
• 2.1.4 邊界條件設(shè)置及航行姿態(tài)調(diào)整41-43
• 2.1.5 數(shù)值計(jì)算方法的驗(yàn)證43-45
• 2.2 基于代理模型的兩棲車輛數(shù)值優(yōu)化方法45-53
• 2.2.1 優(yōu)化方法步驟45-52
• 2.2.2 優(yōu)化方法類型52-53
• 2.4 本章小結(jié)53-54
• 第3章 基于代理模型的兩棲車輛外形減阻優(yōu)化54-81
• 3.1 車體航行傾角外形減阻優(yōu)化54-59
• 3.1.1 問題的建立54
• 3.1.2 優(yōu)化方法及結(jié)果54-56
• 3.1.3 減阻機(jī)理分析56-59
• 3.2 車體長(zhǎng)寬比外形減阻優(yōu)化59-65
• 3.2.1 問題的建立59-60
• 3.2.2 優(yōu)化方法及結(jié)果60-63
• 3.2.3 減阻機(jī)理分析63-65
• 3.3 多外形參數(shù)外形減阻優(yōu)化65-78
• 3.3.1 問題的建立65-66
• 3.3.2 優(yōu)化方法及結(jié)果66-73
• 3.3.3 減阻機(jī)理分析73-78
• 3.4 本章小結(jié)78-81
• 第4章 結(jié)論與展望81-83
• 4.1 主要結(jié)論81-82
• 4.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單88-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：992624