【硕士论文】高超声速飞行器气动特性优化方法研究.pdf

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1、摘要随着航空、航天工程的迅猛发展，飞行器的速度和高度不断增加。高超声速气动问题已经成为高超声速飞行器发展的重要课题。因此，对高超声速飞行器进行气动优化，就显得尤为重要。本文主要研究各种优化方法在高超声速飞行器气动优化中的应用情况。主要内容有：l_把遗传算法引入到高超声速气动优化中来。文中的遗传算法是以实数编码为基础，引入非线性排名机制、优选和动态惩罚等一系列技术，让遗传算法能够满足气动优化设计的要求2．把传统的优化方法引入到高超声速气动优化中。传统的优化方法最主要的是梯度法，文中将对梯度法及其改进的变度量法进行研究，并把他们应用到高超声速优化中来。引入随机初值点，解决传统优

2、化方法局部最优的问题。3．运用混合遗传算法，建立气动优化设计中的混合遗传算法的优化模型。为了充分发挥遗传算法全局性和传统算法快速性的特点，文中把它们结合起来，并加以应用。4．建立气动分析模块。应用面元法进行气动分析，建立气动分析模块。5．进行机翼，翼身组合体的气动优化设计。对已有的气动分析模块及其优化方法进行气动优化设计，来考察各种方法在高超声速优化设计中的应用情况，检验优化前后气动性能的改善程度。关键字：高超声速、气动优化、工程佶算、传统优化法、遗传算法、混合遗传法Withthedevelopmentofaeronauticandastronauticengineerin

3、g．thevelocityandtheheightofthevehieleareeverincreasing．IthasbecometheimportantstudythatofhypersonicaerodynamicandaerothermodynamiCSSoitiSespeciallyimportantfortheoptimumdesignofhypersonicaircraft．ThereiSsomestudyoftheoptimummethodsforhypersonicaircraft．ThiSthesiShasdonethefollowingWorks：1．

4、IthasbeenstudiedfortheapplicationofgeneticalgorithmontheaerothermodynamicsandaerodynamiCoptimumdesignofhypersonicaircraftThegeneticalgorithminthethesiSiSbasedontherealnumberencoding．ThereiStheapplicationofrankingselectionanddynamiCpunishing，inordertosatisfythedemandofdynamicoptimumdesign．2

5、．IthasbeenStudiedfortheapplicationoftraditionaloptimumalgorithmontheaerothermodynamicsandaerodynamicoptimumdesignofhypersonicaircraft．IchasapplledtherandominitialvaiuetoSuccesstoavoidthepartoptimization．3．Therehasappliedhybridgeneticalgorithmandbuilttheoptimummodelforhybridgeneticalgorithm

6、．Inordertoapplythevirtueofthegeneticalgorithmandthetraditionalalgorithm，therehasunitedthem．4．TherehasbuiltthemoduleoftheanalysiSfortheaerothermodynamicsandaerodynamiC．5．TheoptimumdesignofwingsandaircraftiSinthethesiS．TheSuccessapplfcationofthemethodintroducedinthepaperdemonstratesthepracti

7、cabilitYandresponsibilityofallalgorithmsinoptimizationdesignofhypersonicaircraft．Keywords：hypersoniC，dynamicoptimum，engineer[ngprediction，traditionaloptimumalgotithms，geneticalgotithin，hybridgenetiCalgori【hmIl西北工业大学硕士学位论文第一章绪沧第一章绪论本章主要阐述高超声速流动的基本特征，空气动力学在高超声速飞