文档介绍：硕士学位论文基于神经网络的翼型优化设计方法研究西北工业大学高正红教授飞行器设计作指导教师科ㄒ朱莉者学谎芯可西北工业大学航空学院分类号:学校代码:密级:号:年两安
摘要针对现阶段气动优化设计工作中,气动特性的高可信度要求与巨大计算量之问的矛盾,本文采用神经网络建立适用于翼型气动优化设计问题的气动特性分析模型,并将其与遗传搜索算法相结合,构建一种基于神经网络的翼型气动优化设计方法。该方法的目的是获得高可信度的设计结果,同时通过算量,提高优化设计效率。本文主要完成了以下几方面的工作:吧窬缦喙乩砺郏芯课蟛罘聪虼úド窬绺鞲鲆K例如网络层次结构、神经元激活函数、训练样本集等酝绶窍咝杂成湫阅艿影响,为下面建立气动分析模型奠定基础。菀硇推庑斡呕杓频奶氐悖岷仙厦婊鄣木椋蒙窬网络建模方法,建立了满足气动外形优化设计中对气动特性计算的高可靠性与高效率要求的气动特性计算神经网络模型,在优化过程中,利用该模型可以代替求解甋方程的流场数值计算方法求解气动特住。在此基础上,将该模型与遗传算法相结合,构建一个基于神经网络的翼型气动优化设计方法。蒙鲜龌谏窬绲囊硇推呕杓品椒ㄒ约父龅湫鸵硇臀;翼型进行气动优化设计,证明了该方法能够获得高可信度的设计结果,并有效减小了计算量,提高了优化设计的效率。关键词:神经网络,遗传算法,气动优化设计用神经网络模型代替求解控制方程的流场数值方法进行气动分析,来减小计
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盎药釜二蒸功旯耭口日学位论文知识产权声明书学位论文原创性声明洳旯聇西北工业大学年弓月日本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名:指导教师签名:秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,不包含本人或他人已申请学位或其它用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人学位论文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。、
第一章绪论§飞行器气动优化设计飞行器设计涉及总体布局、气动、结构、隐身等多门学科。其中,气动布局与结构设计的约束条件下,对飞行器外形进行优化设计,以期得到能够二十世纪六十年代以前,风洞是主要的气动设计工具。利用风洞进行气动设计往往需要花费大量的人力、物力。例如在的研制中,进行了∈钡姆缍词匝椋罩锌统礎步辛小时的风洞试验【俊近三十年来,由于计算技术和计算机技术的不断发展,使得利用计算机、采用数值方法求解流体运动方程的计算流体力学有了惊人的发展。计算流体力学,简称抢眉扑慊褪捣椒ㄇ蠼饴愣ń馓跫牧魈宥学方程以获得流动规律和解决流动问题的专门学科。计算流体力学所取得的巨大成就,赋予了它在航空航天领域极强的生命力。无粘线性运动方程、无粘非线性运动方程、粘性流动的时均猄方程和非定常甋方程的大涡直接模拟法,形成了计算流体力学发展的四个阶段。这些飞跃性的发展为飞行器外形的气动优化设计奠定了良好的基础。采用数值优化的方法进行飞行器外形气动设计时,除了节省试验经费外还极大地缩短了飞行器设计的周期,提高了设计质量。例如进行“湾流”支线飞机的跨音速机翼设计,节约了蛎涝5纳杓品延茫唤蠦和飞机的先进螺旋桨设计;对苫杏呕杓疲蛊渖璞外形优化设计作为飞行器设计的一个重要分支,其主要目的是在飞行器总体保证飞行器气动性能的最佳外形。提高了%】等。基于计算流体力学的气动设计,可分为反设计陀呕设计嚼唷
得到全局最优的优化设计结果,则需要采用能够求解全局最优解的算法一堕韭三兰竺查兰堡主堂竺堡苎反设计方法幕舅悸肥牵ü锏礁ǖ哪勘暄沽Ψ植蓟竦糜呕形。随着际醯姆⒄梗瓷杓品椒ㄔ谝硇汀⒒淼钠呕杓浦械玫越来越多的关注。同时,反设计方法也有其局限性:首先,目标压力分布的选取需要依赖用户的经验,一旦由于经验不足使得选取的不合适,设计结果就达不到预期的要求;其次,随着飞行器外形越来越复杂,很难对全机外形提出较好的目标压力分布。这些不足限制了反设计方法在复杂外形气动优化与反设计方法相比,优化设计要求性能指标最优缟璞茸畲蟆⒆枇最小等捎肅分析软件计算目标函数,再采用优化搜索模型,使且标在气动优化工作中常用的传统优化搜索方法是基于梯度的优化法,它要求计算目标函数对于