文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
基于混合遗传算法和复合形法的翼型优化设计
姓名:余刚
申请学位级别:硕士
专业:流体力学
指导教师:李栋
20070301
摘要万彩歹委生掌硕士学位论文本文将遗传算法和复合形法结合起来,运用流场分析程序,发展了一种工程遗传算法是一种全局性的搜索算法,这意味着它能够在具有多个局部最优解的解空间内搜索到全局最优解的位置,但是,当解空间比较大时,遗传算法无法以足够的精度和效率收敛到全局最有解。而复合形法,采用不同的策略,根据相邻点的信息,可以以较高的精度收敛到局部最优解。为了提高遗传算法的优化效率,本文将遗传算法和复合形法结合起来,建立了基于混合遗传算法和复合形法的气动优化设计方法。这两种方法的结合既可以获得全局性,又R蕴岣呔ǘ龋由遗传算法获得全局解空间,在由复合形法搜索到全局最优解。因此,两者的结合能以较少的迭代次数获得较高的搜索效率。在方法研究的基础上,本文采用混合遗传算法和复合形法对翼型进行了单目标和多刚示的优化设计,流场计算采用雷诺平均畇方程。算例表明,该设计优化方法稳定,设计质量高,效率比单纯遗传算法有很大提高,在讨杏薪洗蟮关键词:混合遗传算法和复合形法,全局最优解,优化设计,猄方程实用的翼型优化设计方法,可以提高翼型在译点或多个设计点、多种约束条件下的气动性能。应用价值。
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指导教师签名:左查堑学位论文作者签名:之皇叠易甓嘣聑绝勰晁暝矛日刃年多月西北工业大学学位论文知识产权声明书学位论文原创性声明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,不包含本人或其他己申请学位或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式表明。本人学位沦文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
第一章绪论硕士学位论文万班歹誊破乎§翼型优化设计背景及意义翼型选择与设计是飞机设计前必须进行的一项重要工作,瓻Ⅲ指出:和着陆性能,失速速度,操纵性能乇鹗墙咏俚氖焙和所有飞行阶段的空设计具有诸如高升力低阻力等优秀气动性能的翼型对于飞机、导弹、叶轮机械、素。随着现代空气动力学的日益复杂化、精密化和高效化,许多气动翼型已经超出快的方向之一,图扑慊某ぷ惴⒄刮F芯亢蜕杓拼葱矶嘈碌谋浠机翼的设计提供了崭新的手段:把之前由风洞里的实验变成了计算机上的迭代。先真正实现完全自动化和最优化的气动设计。这对于气动工程及其他方向的设计问题“就许多方面来说,翼型就是飞机的心脏。”这是因为机翼是飞机产生升力和阻力的主要部件,而构成机翼的翼型堆飞机性能有很大影响。翼型影响着巡航速度,起飞气动力效率。螺旋桨等具有重要的意义,传统的翼型设计方法主要是根据已有翼型的实验资料和一些具有许多简化和经验成分的翼型理论,进行剪裁修正和实验论证,这些方法费时费力,要求设计人员具有丰富的经验和专业知识,也不便于考虑粘性、激波等因传统翼型的适用范围,而且现代设计周期越来越短,这类方法面临着严峻的挑战。近几十年来,计算流体力学晌A魈辶ρЭ掌ρЯ煊虻敝蟹⒄棺于焖佟⒕谩⒖梢远俊⒕负腿我馑彩钡拿枋隽鞒〖捌淦Ч梢苑便的改变物体形状和流动参数。进入年代后,计算流体力学的蓬勃发展为翼型和用计算流体力学进行大量的数值选型试验,最后再经过少量的风洞试验进行校核,逐渐发展成为翼型设计技术上的一个主流。因而利用衅杓票愠晌狢的重要研究方向之一,希望通过它能也具有十分重要的意义。
硕士学位论文万班歹量§优化设计方法伴随着凹扑慊目焖俜⒄梗蒲Ъ颐翘岢隽似杓频囊恍┬赂拍睢⑿方法,从而取得了初步的、可喜的成果,这些方法都是依靠⒓扑慊际鹾妥优化理论的。一般的,可以将这些方法分为两类:一类是反设计方法∞。反设计方法是首先给定希望达到的气动状态缪沽Ψ植,再通过几何和流动控制方程,逐步逼近给定的气动状态,从而求得满足给定流场的翼型来;而直接数值优化设计方法将钣呕椒ń岷掀鹄矗ü负涡巫吹牟欢修正来寻求目标函数缟Γ枇Γ氐的极值。从而完