基于超参数双调和方程代理模型的航空燃油离心泵多目标优化

为解决航空燃油离心泵性能参数高度非线性导致的代理模型构建准确性差的问题,本文提出超参数寻优的双调和方程代理模型方法。研究首先应用基于方差的敏感度分析方法验证超参数有效性并探究其作用机理。进而在与粒子群优化算法对比的基础上,通过贝叶斯优化实现超参数快速寻优,使代理模型自动提升预测精度。算例验证中,基于所构建的扬程和效率超参数双调和方程代理模型,实现了航空燃油离心泵多目标优化。研究结果表明:超参数的引入能够实现双调和方程代理模型的结构可变性,同时其高阶交互效应是影响代理模型准确性的主要原因;贝叶斯优化能够实现超参数双调和方程代理模型的自动寻优,对比粒子群优化其加速比达到17.62;优化后代理模型预测精度得到大幅提高,校准决定系数R^(2)_(adj)从0.82增加为0.96,提高17.1%;航空燃油离心泵扬程和效率超参数双调和方程代理模型损失函数值极低,能够描述结构参数和扬程、效率间的映射关系;经过多目标优化,航空燃油离心泵扬程提升0.041 m,效率提升0.76%,且优化后离心泵流道内高速流团得到抑制,叶片载荷梯度得到显著改善。