基于并行EGO算法的激波控制鼓包减阻优化

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1、第45卷第4期2013年8月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics8乙Astronautics基于并行EGO算法的激波控制鼓包减阻优化邓枫1覃宁1’2伍贻兆1(1．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，210016；2．DepartmentofMechanicalEngineering，UniversityofSheffield，Sheffield，S13JD，UK)V01．45No．4Aug．2013摘要：建立了并行EG0全局优化算法框架，并

2、将其应用于二维和三维激波控制鼓包减阻优化设计当中。EG0全局优化算法是一类基于克里金(Kriging)代理模型的全局优化算法，具有自动平衡全局搜索与局部搜索的优点，适合于处理具有少量设计参数但是函数计算耗时很长的优化问题，例如基于计算流体力学的气动优化设计。为考察并行EG0全局优化算法的效率，选用了4个解析优化算例以及二维和三维激波控制鼓包减阻优化问题对克里金信任法、常数取代法以及罚点法等3种启发式并行策略进行了比较。数值实验表明，并行EGo全局优化算法每次取点个数可多达16个之多，加速将近16倍，其中在3种并行策略中又以罚

3、点法效率最高，因而在计算耗时很长的气动外形优化问题当中具有很大的应用前景。关键词：计算流体力学；气动外形优化；激渡控制鼓包；全局优化；并行计算中图分类号：V211．3文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)04一0485一06ShockControlBumpoptimizationforDragReductionUsingPara¨elEfficientGlobaloptimizatiOnAlgorithmDPngFe行91，Qi以Nin91”，W“Ⅵz^n01(1．KeyLaboratoryofFundame

4、ntalScienceforNationalDefense-AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．DepartmentofMechanicalEngineering，UniversityofSheffield，Sheffield，S13JD，UK)Abstract：Theparallelefficientglobaloptimization(EGO)a

5、lgo“thmisappliedtothe2一D／3一Dshockcon—trolbumpoptimizations．TheEG0algorithmisaglobaloptimizationmethodbasedontheKrigingmod—el，whichisespeciallydesignedforexpensiveblackboxfunctions，suchashigh—fidelityaerodynamicshapeoptimizations．Threeheuristicparallelstrategiesincl

6、udingⅣKrigingbeliever，，，”constantliar，，and77imputedpoint”strategiesareinvestigatedbasedonfourbenchmarkoptimizationproblemsandtwoshockcontrolbumpoptimizationproblems．Inshockcontrolbumpoptimizationproblems，theparallelEG0algorithmisnearly16timesfasterthantheserialEGOa

7、lgorithm．Andourresearchalsoshowsthat’Imputedpoint’strategyisthebeststrategyintheseoptimizationproblems．Keywords：computationalfluiddynamics；aerodynamicshapeoptimization；shockcontrolbump；globaloptimization；paraUelcomputing激波控制鼓包简称鼓包，是近年来出现的一种激波控制装置，它通过改变正激波根部处气动外形的几何

8、曲率，从而将一道强的正激波减弱成一系列基金项目收稿日期通信作者的等熵压缩波或A激波‘卜2‘。鼓包又可以分为二维鼓包‘11和三维鼓包‘胡这两种类型。由于鼓包在气动减阻中具有重要的应用前景，Wong等人‘33采用：中央高校基本科研业务费专项科研(NJ2011002)资助项目；江苏高校优势学科建