基于遗传算法的高超声速进气道自动优化设计

高超声速进气道的优化设计对于改善进气道的性能,进而提高发动机整体飞行效率具有重要意义。利用FLUENT/MATLAB协同仿真技术,通过CFD对进气道模型进行高维分析,结合多机并行运算发挥遗传算法全局寻优的能力,提出了一种基于遗传算法和CFD仿真的高效、高精度的高超声速进气道自动优化设计方法,试图构建一种高超声速进气道自动优化设计的快速原型仿真平台。通过对三楔面定收缩比进气道的多目标优化算例,初步验证了此方法的可行性与高效性,为开展多变量多目标的高超声速进气道优化设计创造了良好的条件。     

基于MODELCENTER的EPUAV系统模型建立与参数优化

建立了小型电动无人机(EPUAV)的系统模型,包括几何外形模型、气动参数计算模型、质量计算模型、发动机模型和操稳性模型.基于多学科协同设计集成优化平台ModelCenter进行系统集成,并建立了EPUAV的多学科设计优化模型,利用遗传算法实现了EPUAV的总体参数优化设计,实现了EPUAV的快速总体优化设计平台.飞行试验验证了EPUAV系统模型准确性,优化结果满足设计要求.     

基于GA的编队水下多目标防御火力分配研究

结合舰艇编队对鱼雷防御作战的特点,建立了舰艇编队水下多目标防御火力优化分配模型.为了获得全局最优解,将遗传算法(GA)用于水下多目标防御火力分配优化研究中,给出了基于遗传算法的模型求解方法和步骤.经过实例分析与计算机MATLAB仿真实现,得出编队抗击水下多目标的最优策略,取得了良好的目标分配效果,可为舰艇编队对水下多目标防御作战指挥自动化决策提供科学的参考.     

计算流体力学在清扫车仿真分析中的应用研究

为了在生成物理样机前获取高速公路清扫车清扫效果的特性,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对高速公路清扫车气路系统流场的仿真分析。基于有限容积方法采用了非结构网格和k-e湍流模型,给出了气路系统流场的仿真模型和典型气路系统的优化设计,如改变吸盘的水平截面形状,改变料箱的隔板形状和位置,并对优化设计下的CFD仿真结果进行了详细深入的讨论,分析了吸尘系统、除尘系统的设计优化以及二者的相互影响。研究表明利用CFD技术结合具体工程对流场进行仿真,能够有效的对清扫车虚拟样机气路系统进行优化分析。     

气动和结构多学科优化设计过程集成技术研究

研究了气动和结构多学科优化设计中的过程集成技术问题,详细分析了三维几何建模、CFD、结构强度分析和iSIGHT优化之间的数据集成机理,实现了气动和结构强度的边界设定、载荷加载、优化策略定制和优化结果自动评判等过程的集成。通过基于iSIGHT的集成框架应用实例完成了简单翼的多学科优化设计。     

行星际轨道任务优化与仿真平台设计与实现

探测器的轨道优化设计是深空探测领域中的重要研究内容,介绍了自主研发的行星际轨道任务优化与仿真平台(ITOT)的系统构架和主要功能.此平台包括4大子系统和12个功能模块,能够实现行星际轨道任务的信息管理,计算、优化和可视化仿真等功能.本平台特色在于使用多种演化算法和多目标优化算法来求解复杂的行星际轨道优化问题.通过与有关文献中的对比计算,证明此系统的正确性和有效性.     

用多目标遗传算法优化设计水库分期汛限水位

水库分期汛限水位利用洪水的季节性规律,可在不降低水库防洪标准的前提下,显著提高水库兴利效益.论述了优化设计分期汛限水位的必要性、基于模拟调度优化设计分期汛限水位的可行性.以防洪、发电、航运等多目标来评价分期汛限水位方案,以不降低水库防洪能力为约束条件,建立了优化设计模型.对简单遗传算法进行了多目标评价、引入共享函数、线性变换适应度函数、优解保持策略、重新洗牌等改进,建立了一种改进的多目标遗传算法,用以优化设计分期汛限水位方案.以三峡水库为研究背景,采用混合编码方法描述分期汛限水位方案,利用1882~2003年宜昌站汛期的实测日流量资料进行模拟优化,得出了较优的分期汛限水位方案.计算结果表明,分期汛限水位优化设计能权衡防洪与兴利之间的关系,在满足防洪要求的前提下,显著提高水库兴利效益.     

基于多目标优化的C2组织平台资源动态调度方法

针对指挥控制(command and control, C2)组织的平台资源动态调度问题,对战场上的突发事件进行了分析,针对平台损毁和任务增加两种突发事件,构建了以最大化任务完成质量和最小化计划调整代价为优化目标的数学模型,并基于非支配排序遗传算法设计了多目标优化模型的求解方法。仿真实验表明,所构建的C2组织平台资源动态调度模型及求解方法能够有效应对战场上的突发事件,能够为决策者提供多个有效的平台资源动态调度方案。     

基于代理模型的翼型多目标集成优化设计

针对翼型优化中直接使用计算流体力学方法计算量大的问题,提出了一种基于代理模型的翼型多目标优化设计方法.使用形函数线性扰动法描述翼型外形,求解N-S方程获得翼型气动参数.采用Pareto多目标遗传算法进行优化,使用代理模型降低计算量,通过优化集成,实现优化过程自动化以提高设计效率.算例结果表明,本方法能有效降低计算成本,缩短设计周期,提高设计质量,具有一定实用价值.     

高压共轨喷油器多目标优化仿真研究

高压共轨喷油器的关键结构参数对喷油器的响应特性具有决定性影响,采用多目标模拟退火优化算法MOSA（Multi Objective Simulated Annealing）,基于多目标多学科优化平台modeFRONTIER,并集成液压仿真分析软件AMESim,以针阀开启延迟和关闭延迟为目标函数建立了多目标优化模型,对电控喷油器的关键结构参数进行多目标优化设计。结果表明：针阀开启延迟时间降低了20%,达到0.24ms;关闭延迟时间降低了17.4%,达到0.76ms。