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基于工程估算的多目标优化

杜吉旺  
【摘要】:飞机总体设计是一个多学科之间相互耦合、不断迭代的过程,各个设计指标间是一个相互约束、相互制约的关系。因此,为了在概念设计阶段对飞机进行优化,以取得全局的最优设计方案,需要进行多目标优化。 本文在进行飞机概念设计各学科优化理论的基础上,选取对飞机的重量、气动力、性能、经济性影响较大的飞机初始设计参数,首先对于传统的公式估算法进行精确性的比较,从中综合选取并改进计算方法,然后进行参数化建模,最终形成一套完整的飞机多学科的设计与计算程序,其中包括:重量计算模块、气动力估算模块、性能计算模块、经济性计算模块。这些模块既可以单独的计算,又可以连接遗传算法进行某些目标函数的优化,也可以运用MDO的优化理论,进行多学科设计优化。另外,各模块的计算方法是以工程估算为主,计算方法较简单,原始参数较少,比较容易实现,计算的工作量也大为减少,方便在概念设计阶段对设计参数进行优化时使用。 通过对150座级机型的优化计算,所得结果符合实际情况,优于现有机型数据,证明了建模方法的实用性与准确性,适用于飞机概念设计阶段的初始设计参数的多目标优化。


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