优化与智能化方法在低速风洞设计中的应用研究

发布时间：2020-06-09 19:00

【摘要】：风洞作为提供并保证进行各种空气动力学试验的重要设备,随着航空航天及工业空气动力学的蓬勃发展正在被越来越广泛的使用。在面对气动力试验对风洞结构性能和功能的新要求时,传统的风洞设计方法受到了人和效率的限制。考虑到现代各种设计理论、方法的快速发展以及在风洞设计中尚未广泛使用,因此将优化设计及智能设计应用到风洞设计之中,实现满足预定要求的风洞最优化及智能化设计。在此基础上为建立一套高效率和快速化的风洞设计系统提供思路与方向。论文以低速风洞为研究对象。首先通过对优化设计及智能设计理论研究,为新方法在风洞的设计中的应用提供了基本原理和技术指导。其次,对风洞的基本组成参数及设计过程进行了归纳总结,确定了风洞的初始方案的设计、优化设计及详细参数设计三个设计阶段。在初始设计方案阶段,应用智能设计方法对风洞相关知识进行处理,采用产生式规则表示法建立了知识库,采用正向推理方式建立了推理机,结合人机接口和数据库,搭建了风洞初始方案设计原型。在优化设计阶段,风洞的优化过程分为了三个子过程,针对每一个子过程,建立了合适的数学模型,选择了包括统一目标法和内点法等在内合适的方法,并列出算法程序框图。详细参数设计阶段主要是利用优化后的参数按照风洞设计计算过程得到风洞各个部件详细尺寸。最后,利用matlab编写计算程序及图形用户界面,实现优化及智能化方法在风洞设计中的应用,并利用实例来验证了设计方法的可行。
【图文】：

风洞,北京交通,汽车用,大学

结构的不同，风洞分类也不同。目前主要的分类方式是按试验段风速大小可分为逡逑六种类型：低速风洞、亚音速风洞、跨音速风洞、超音速风洞、高超音速风洞及逡逑高焓高超音速风洞［３］。如下图所示的风洞应用实例，图１－１是美国通用公司在１９８０逡逑年建设的世界最大汽车风洞。图１－２是四川绵阳风洞群中亚洲最大的８ｍＸ６ｍ低逡逑速风洞。这两种风洞代表着当今最先进的风洞发展技术。图１－３是北京交通大学逡逑用于实验研宄用的风洞。图１－４是中南大学风洞实验室铁路风洞。逡逑图１－１美国通用公司建造的汽车风洞逦图１－２中国空气动力研究与发展中心的风洞逡逑图１－３北京交通大学汽车用风洞逦图１－４中南大学铁路风洞逡逑１逡逑

风洞,中南大学,铁路

结构的不同，风洞分类也不同。目前主要的分类方式是按试验段风速大小可分为逡逑六种类型：低速风洞、亚音速风洞、跨音速风洞、超音速风洞、高超音速风洞及逡逑高焓高超音速风洞［３］。如下图所示的风洞应用实例，，图１－１是美国通用公司在１９８０逡逑年建设的世界最大汽车风洞。图１－２是四川绵阳风洞群中亚洲最大的８ｍＸ６ｍ低逡逑速风洞。这两种风洞代表着当今最先进的风洞发展技术。图１－３是北京交通大学逡逑用于实验研宄用的风洞。图１－４是中南大学风洞实验室铁路风洞。逡逑图１－１美国通用公司建造的汽车风洞逦图１－２中国空气动力研究与发展中心的风洞逡逑图１－３北京交通大学汽车用风洞逦图１－４中南大学铁路风洞逡逑１逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V211.74

【参考文献】