适合概念设计的制导炮弹气动外形优化方法

发布时间：2024-12-20 22:40

　　 为了构建能够满足复杂外形制导炮弹气动外形优化设计的方法,给出了基于解析函数和UG NX软件二次开发系统的制导炮弹参数化建模基本原理和具体实施方法,并使用遗传算法为优化算法,结合高精度面元法的气动特性预估程序,完成概念设计阶段的制导炮弹气动外形优化的快速优化设计。以翼-身-尾布局形式的制导炮弹气动外形优化设计为算例,对该优化方法进行了考核验证。算例验证结果表明:气动外形优化方法在使用较少的参数条件下,能够构建具有复杂形状的弹身和翼型的制导炮弹气动布局,并能在构建几何外形的同时快速生成不同拓扑结构外形的面元网格,结合遗传算法能够在制导炮弹概念设计阶段快速得到较优的外形布局,具有很好的工程应用前景。

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【部分图文】：

图1 弹身的参数化构建模型

式中:(yc,zc)为弹身截面的中心点坐标;zm和ym分别为截面的z向和y向最大值(见图2);N1,N2分别为弹身横截面的控制因子。图2弹身横截面的示意图

图2 弹身横截面的示意图

图1弹身的参数化构建模型使用参数化方法构造完弹身横截面后,在相邻的截面之间进行插值,即可得到弹身的实体几何模型。

图3 由各翼型生成的弹翼

定义翼型后,通过相邻的翼型之间放样得到弹翼的实体模型(见图3)。生成弹翼和弹身后,可以得到它们之间的交接线,最终得到弹翼的外露尺寸以提供给气动特性预估程序进行计算。2气动特性预估

图4 遗传算法气动外形优化流程

针对优化函数式(5)-(7),采用遗传算法解决,求解流程如图4所示。4算例

本文编号：4017971