飞机总体优化设计的新进展

回顾飞机总体优化设计的传统方法 ,介绍多学科优化方法在飞机设计中的应用状况和最新发展。重点讨论为解决设计变量过多和计算耗费太大问题提出的试验设计和响应面近似法以及带不确定性多学科优化的鲁棒设计方法。提出飞机总体优化设计的一些关键研究领域 :气动—结构、气动—隐身、结构—主动控制等 。

神经网络响应面逼近在飞机总体优化设计中的应用

介绍了响应面方法的概念及其数学描述形式。分析了通过神经网络来实现响应面模型构建的方法。结合飞机设计的复杂过程 ,采用基于响应面的多学科优化方法解决不同的学科之间存在着的各种耦合关系、以及多个学科的综合协调问题。通过神经网络响应面来完成各个子学科空间之间的数据交换与协调 ,以此来逼近设计空间上的最优解。给出了一个飞机总体方案设计中解决飞机概念尺寸的算例 ,在子空间和系统层中均采用遗传算法进行优化 ,并与单一采用遗传算法解决同一问题的结果进行了对比。研究表明 ,应用神经网络构建的响应面模型能够减少系统的分析次数并能够很大程度上提高模型的精度 ,最终在设计空间内寻找出较好的设计方案。

外输管道的总体优化设计

根据热经济学原理,通过分析外输管道的各种费用构成,同时考虑管道参数和运行参数对管道经济性的影响,建立了外输管道总体优化设计的数学模型,并进行了编程求解。利用程序对数学模型进行了敏感性分析,结果表明,价格参数对最优经济指标的影响不大。

试论飞机总体优化设计技术的辩证发展

现代飞机设计是一个复杂系统工程。本文描述了飞机总体优化设计技术从简单—复杂—简化的辩证发展历程,分析了优化设计技术的历史、现状以及面临的挑战和解决方案,介绍了试验设计、响应面近似和鲁棒优化等最新设计概念,用辩证的观点展望了飞机总体优化设计技术的发展前景。

基于遗传算法的直升机总体优化设计

遗传算法是一种可以混合整型、离散型和连续型变量一起使用的新兴优化算法,在单或多目标带约束优化设计领域有广阔的应用空间。本文在算例中采用与先验法相结合的遗传算法,以总体参数为设计变量,飞行性能和结构要求为约束条件,换算生产率为目标函数,并使用罚函数法处理成无约束的适应度函数,建立优化设计模型。对本文算例计算结果进行分析,可以使遗传算法更好地应用到直升机优化设计领域。

基于高斯伪谱法的制导火箭弹总体优化设计研究

针对具有大落角和末速限制的制导火箭弹的发动机技术要求优化问题,提出了一种基于高斯伪谱法的总体优化设计方法。将落角作为终端约束,取目标函数为最大化末速,进行了方案弹道优化。通过数值仿真,给出了在满足落角约束条件下最大末速随射程的变化规律。可为制导火箭弹的总体设计提供一定的参考。

高超声速飞行器气动布局总体性能优化设计研究

总体设计是吸气式高超声速巡航飞行器的关键技术之一。为提高高超声速飞行器的设计水平,获得一个总体性能较优的布局构型,对乘波布局的高超声速飞行器进行了总体优化设计研究。采用多目标遗传算法,以飞行器外形参数作为设计变量,考虑了巡航状态下的气动力、热、雷达散射截面、机体/推进一体化、机身容积、配平特性、静稳定性和机动性等指标。优化设计得到了Pareto最优前沿面,获得了很多总体性能优于基本构型的最优个体。根据设计指标,给出了一个推荐方案作为进一步研究的参考构型,并对它的气动特性进行了风洞实验验证,证明了本文优化设计方法的可行性。

一种枪械总体动态优化设计的新方法

针对枪械产品的设计复杂性 ,结合多个学科领域优化的特点 ,提出应用多学科优化设计方法(MDO)来设计和优化武器产品。首先归纳分析了MDO方法 ,给出其在枪械设计过程中的应用框架 ,在此基础上开发了应用平台。最后给出了一个机枪的四个子系统两级优化模型的算例。

面向控制的高超声速飞行器总体优化设计方法

从前期高超声速飞行器基础理论以及关键技术的研究到现今的飞行试验可以看出,高超声速飞行器在总体设计阶段过晚考虑飞行器动力学特性和控制性能会给后期控制系统设计带来极大的困难。在对两类高超声速飞行器试飞与控制相关问题分析的基础上,提出了面向控制的高超声速飞行器总体优化设计方法,给出了面向控制的总体优化设计研究方法、思路和模块框架。

两层分级多学科设计框架在AUV的总体设计中的应用(英文)

将多学科优化方法作为一种新的设计方法应用于AUV的总体性能优化设计中。文中构建顶层控制系统层和并行独立子系统底层的两层分级的多学科优化设计框架,来实现AUV总体设计的有效载荷部分长度和推进力最大化和总重量最小化等的多个设计目标。使用的设计工具为商业软件iSIGHT和Fortran。

海洋平台总体设计的优化技术突破

A平台是某项目开发的重要组成部分,并为B水下生产系统提供生产支持,其上层甲板布置了模块钻机、120人生活楼、MEG回收及再生单元模块,并为后期预留三台湿气压缩机和两台热介质锅炉的空间。上层甲板布置设备多、布置难度大,平台北侧一台吊机难以兼顾钻修井作业和后期湿气压缩机的安装及维修作业。经过项目组多次讨论,联合设计人员集思广益,采用创新做法,通过钻机支持模块(DSM)上增设小型可伸缩折臂吊机等新思路解决上述工程实际问题,为后期节省动用大型海上浮吊安装湿气压缩机的高额费用,此创新做法并可指导今后项目类似问题。

Application of Box-Behnken Design in Optimization of Allelopathic Effects of Potamogeton Pectinatus Against Microcystis Aeruginosa

Allelopathic effects of submerged macrophytes against algae are affected by many environmental factors which can only be measured one by one by traditional methods. Box-Behnken design of response surface methodology was used to optimize three environmental factors （temperature, light intensity and total dissolved solids） of allelopathic effects of Potarnogeton pectinatus against Microcystis aeruginosa at the same time. By solving the regression equation and analyzing the response surface contour plots, the optimal conditions of the relatively inhibitory rate of Microcystis aeruginosa were that the temperature was 23℃, the light intensity was 2 700 lx and the total dissolved solids were 4 415 mg/L. Under these conditions, the optimal value of relatively inhibitory rate of Microcystis aeruginosa was 81.9%. According to validation experiments, the results of analysis indicated that the experimental values fitted well with the predicted ones.

可重复使用运载火箭技术发展综述

可重复使用运载火箭是实现人类大规模低成本进出空间的重要途径。本文从垂直起降可重复使用运载火箭的技术需求出发,梳理了垂直起降可重复使用运载火箭面临的技术难题,并从技术难题分析得到垂直起降可重复使用运载火箭的关键技术。从总体优化设计、动力、结构与热防护、导航、制导与控制和健康管理等方面,对垂直起降可重复使用运载火箭关键技术的研究进展与未来发展方向进行了总结,可为可重复使用运载火箭的技术攻关提供参考。