本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器氣動(dòng)外形優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 高超聲速 氣動(dòng)優(yōu)化 面元法 基因算法 FFD

【摘要】：隨著航空航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國(guó)防科學(xué)技術(shù)的需要,高超聲速技術(shù)已成為各軍事強(qiáng)國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),它已經(jīng)成為當(dāng)今航空航天科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。在高超聲速飛行器初步設(shè)計(jì)階段,需要對(duì)飛行器氣動(dòng)外形進(jìn)行比較快速的優(yōu)化,以期得到優(yōu)良的優(yōu)化方案。本文開發(fā)高超聲速飛行器氣動(dòng)外形優(yōu)化程序,采用基因算法結(jié)合面元法和FFD自由變形技術(shù)對(duì)高超聲速飛行器外形進(jìn)行優(yōu)化。整體程序主要分為以下三個(gè)模塊:(1)參數(shù)化模塊,運(yùn)用FFD自由變形技術(shù)對(duì)飛行器模型進(jìn)行參數(shù)化,相較于傳統(tǒng)的參數(shù)化方法,FFD自由變形方法設(shè)計(jì)參數(shù)方便簡(jiǎn)單,變形靈活,明顯降低模型參數(shù)化的難度,而且容易通過編程來實(shí)現(xiàn);(2)優(yōu)化算法模塊,本文中的優(yōu)化算法選擇的是基因算法,并加入約束條件的處理方法,使之能夠?qū)︼w行器氣動(dòng)外形進(jìn)行優(yōu)化;(3)氣動(dòng)性能計(jì)算模塊,數(shù)值模擬計(jì)算方法計(jì)算精度高,但是其計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng),成本高,效率低,所以本文采用工程估算方法(面元法)來求解高超聲速飛行器的氣動(dòng)性能,從而大大地提高優(yōu)化效率,并且其計(jì)算精度滿足飛行器初步優(yōu)化設(shè)計(jì)階段的要求。將上述三個(gè)模塊整合起來形成高超聲速飛行器氣動(dòng)外形優(yōu)化程序,只要輸入飛行器初始面元網(wǎng)格文件,分布控制體并設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù),然后設(shè)置好優(yōu)化條件,就可以對(duì)飛行器氣動(dòng)外形進(jìn)行優(yōu)化,精度滿足初步設(shè)計(jì)要求,可以為后續(xù)精細(xì)優(yōu)化提供條件。
【關(guān)鍵詞】：高超聲速 氣動(dòng)優(yōu)化 面元法 基因算法 FFD
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V221
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 引言12
• 1.2 研究背景及意義12-14
• 1.3 高超聲速流動(dòng)特性14-15
• 1.4 高超聲速飛行器氣動(dòng)外形優(yōu)化方法15-17
• 1.4.1 優(yōu)化方法介紹15-16
• 1.4.2 高超聲速飛行器氣動(dòng)外形優(yōu)化現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文主要工作17-18
• 1.6 本文內(nèi)容安排18-19
• 第二章FFD參數(shù)化模塊19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 參數(shù)化方法19-20
• 2.3 FFD自由變形技術(shù)發(fā)展歷史20-22
• 2.4 FFD自由變形技術(shù)原理22-24
• 2.5 FFD參數(shù)化方法的特點(diǎn)24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 優(yōu)化算法模塊26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 智能優(yōu)化算法比較26-28
• 3.3 基因算法28-32
• 3.3.1 基因算法發(fā)展歷史28-29
• 3.3.2 基因算法基本原理29-30
• 3.3.3 編碼問題30
• 3.3.4 交叉運(yùn)算30-31
• 3.3.5 約束條件處理31-32
• 3.3.6 基因算法特點(diǎn)32
• 3.4 算例驗(yàn)證32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 氣動(dòng)性能求解模塊34-49
• 4.1 引言34
• 4.2 面元法發(fā)展歷史34-36
• 4.3 面元法原理36-40
• 4.3.1 平面面原的確定36-37
• 4.3.2 面元坐標(biāo)系37-38
• 4.3.3 兩種坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換38-39
• 4.3.4 壓強(qiáng)系數(shù)計(jì)算方法的選取原則39-40
• 4.4 高超聲速面元法計(jì)算程序40-45
• 4.4.1 機(jī)身氣動(dòng)力特性計(jì)算公式41-43
• 4.4.2 機(jī)翼氣動(dòng)力特性計(jì)算公式43-45
• 4.5 算例驗(yàn)證45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-49
• 第五章 算例計(jì)算49-57
• 5.1 引言49
• 5.2 優(yōu)化計(jì)算流程49-50
• 5.3 算例計(jì)算50-56
• 5.3.1 升力體50-52
• 5.3.2 概念空天飛行器52-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 全文總結(jié)與展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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