基于变精度遗传算法的翼型快速优化设计方法（英文）

发布时间：2017-11-21 02:25

  本文关键词：基于变精度遗传算法的翼型快速优化设计方法（英文）

  更多相关文章： 翼型设计 Hicks-Henne型函数 XFOIL 遗传算法 变精度 动态惩罚 快速优化

【摘要】：低碳环保的电动飞机在要求较高升阻比的同时,需要尽量降低成本、缩短研制周期。但高精度的数值模拟时间代价很大,因此针对电动飞机翼型设计中初始翼型较难选取、优化速度较慢的问题,提出了一种基于变精度遗传算法的翼型多点快速优化方法。以常用的Hicks-Henne型函数为基础,改进了其对翼型后缘描述不精确的问题。在数值模拟阶段,介绍了一种快速气动参数计算软件XFOIL,并分析了该软件的适用性与局限。之后给出了使用XFOIL与Matlab进行联合求解的方法,在无人干预的情况下完全实现了翼型设计与优化的自动化,提高了设计效率。在翼型优化阶段,为保持较高的精度和寻优效率,设计了翼型参数的实数编码方法。针对传统遗传优化算法了改进,设计了染色体变精度杂交方法以及动态惩罚方法。最后,给出了基于遗传算法的多点优化方案,以及翼型多目标快速优化一体化设计方案。仿真分成两部分进行,首先改进的Hicks-Henne型函数能够有效实现参数化翼型的后缘夹角改变。通过与NSGA-II方法的优化结果对比,本文的方法在一定迭代次数范围内获得的升阻比更高,失速特性更加缓和,特别是在综合提高翼型优化效率方面表现较好。仿真结果表明,该方法能够快速获得多种工况下具有较高升阻比的翼型,也可以作为进一步优化的初始翼型,能提高翼型优化效率。
【作者单位】： 沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院;沈阳航空航天大学自动化学院;周口师范大学自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金(61503255) 辽宁省自然科学基金(2015020063) 辽宁省科学技术厅项目(2012220013)
【分类号】：V224;V272
【正文快照】： 0 Introduction The selection and design of airfoil shapes is important work in aircraft design.Airfoils have a fundamental effect on the aerodynamic performance of aircraft.For today’s high-performance aircraft,directly selecting wings from the library

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本文编号：1209381