基于改进的Pareto遗传算法的车身气动多目标优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2014年(第36卷)第10期AutomotiveEngineering2014233基于改进的Pareto遗传算法的车身气动多目标优化木书甘，杨志刚，李启良(同济大学上海地面交通工具风洞中心，上海201804)[摘要]把气动性能和空间性能作为优化目标，用改进的Pareto遗传算法求解得到流线型车型和普通车型无轮车身的Pareto波阵面。通过二维车身优化算例验证，以小家族为单位进行进化的邻点交叉法、分象限外推法和单目标预测法配合使用，可以有效提高子代的分布性能和进化效果，解决三维车身气动优化中计算量过大的问题。流线

2、型车型与普通车型的Pareto波阵面相比，在中低阻区，前者的综合性能更优秀，在高阻区则反之。关键词：Pareto最优解；遗传算法；气动优化；多目标优化Multi—ObjectiveAerodynamicOptimizationofCarBodyUsingImprovedParetoGeneticAlgorithmWeiGan．YangZhigang&LiQiliangShanghaiAutomotive耳TunnelCenter．Tong／iUnive~ity．Shanghai201804[Abstract]ImprovedParetogeneticalgo

3、rithmisusedtoconductasimulationwiththeaerodynamicandspa·tialperformancesofcarbodyasobjectives，andtheParetofrontsofwheel-lesscarbodieswithbothconventionalandstreamlinestylingareobtained．A2Dcarbodyoptimizationexampleverifiesthattheadoptionofneighbouring-pointcrossingandquadrantalloca

4、tion／extrapolationcombinedwithsingleobjectivepredictioncaneffectivelyenhancethedistributionperformanceandevolutioneffectsofoffspring，andsolvetheproblemofheavycomputationaleffortsin3Dcarbodyaerodynamicoptimization．InthecomparisonbetweentheParetofrontofcarbodywithstreamlinesty—lingan

5、dthatwithconventionalstyling，theformer’Soverallperformanceisbetteratlow-andmiddleCdregion，andisjusttheoppositeathighCdregion．Keywords：Paretooptimum；geneticalgorithm；aerodynamicoptimization；multi-objectiveoptimiza-tion空间性能的平衡点，是设计出实用性较高的低阻车刚西身的关键。本文中把气动性能和空间性能同时作为优化目降低风阻系数是汽车车身气动优化最

6、重要的任标，把车身气动优化问题作为多目标优化问题。基务之一，通过风洞试验等方法可以设计出风阻系数于Pareto最优解的定义，参考Pareto遗传算法在飞很低的车身。但传统低阻车身都没有多大的实用价机翼型多目标优化问题上的应用方法，求解不值，因为这些低阻车身往往不符合传统整车布置、机同车型的Pareto波阵面。件布置、乘员舒适性等空间要求。车内空间大小也Pareto多目标遗传算法常用方法有等级分类是车身重要的性能之一，它和车身气动性：能往往发法、小生境技术、自适应变异率等J。本文中根据车生冲突。例如，快背车型比直背车型的气动性能优身多目标优化问题的特点，对常用

7、的Pareto遗传算越，但室内空间就明显减小。如何找到气动性能和法进行改进，以提高优化效率和效果。$国家“973”重点基础研究发展计划(2Ol1CB711203)资助。原稿收到日期为2013年10月31日，修改稿收到日期为2014年1月23日。学兔兔www.xuetutu.com·1244·汽车工程2014年(第36卷)第1O期1多目标优化方法1．1车身多目标优化问题车内空间性能是车身的重要性能之一。把车身气动性能和空间性能作为优化目标进行多目标优化。车身的气动性能指标采用风阻系数c值。用图3缩比模型的风洞试验二维车身(即车身侧视图)的剩余面积百分数和三维车

8、身的剩余体积百分数R作为二维车身和三把流线型车型侧视