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题名本征正交分解在翼型气动优化中的应用研究
被引量：5
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作者
李波
龚春林
粟华
谷良贤
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机构
西北工业大学航天学院空天飞行技术研究所
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出处
《上海航天》
CSCD
2017年第5期117-123,共7页
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基金
国家自然科学基金资助(51505385)
上海航天科技创新基金资助(SAST2015010)
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文摘
为降低机翼翼型气动优化的仿真代价,提出了一种基于本征正交分解(POD)的翼型自适应快速优化方法。建立气动流场数据的代理模型以预测流场。为简化求解规模和难度,采用POD代理模型优化。为进一步提高精度,提出了基于序贯POD代理模型自适应优化,在优化过程中实时更新POD基,即在优化中间结果的基础上重新采样,以更新POD空间,基于动态数据库构建代理模型。给出了不同优化方法的求解流程。以NACA0012翼型为例分别对直接翼型优化、基于代理模型的翼型优化和基于POD代理模型的翼型优化方法进行了对比分析。结果表明:与直接优化方法相比,基于POD代理模型的翼型优化能显著提升优化效率,且拟合精度更高。
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关键词
翼型设计
气动优化
模型降阶
本征正交分解(POD)
代理模型
基于序贯POD代理模型
优化效率
拟合精度
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Keywords
airfoil design
aerodynamic optimization
reduced order model
proper orthogonal decomposition （POD）
surrogate model
sequential based POD surrogate model
optimal efficiency
fixing accuracy
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分类号
V211.412
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名一种适用于气动优化的高效自适应全局优化方法
被引量：4
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作者
李春娜
张阳康
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机构
西北工业大学
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期95-107,共13页
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基金
国家自然科学基金(11502209)。
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文摘
随着设计空间的增大和优化问题非线性程度的提高,基于代理模型的优化(SBO)过程收敛越来越慢,并且在局部勘测上呈现不足。本文发展了一种高效自适应全局优化方法,在整个样本细化迭代过程中采用变设计空间取样:即在每一步样本细化迭代过程中,利用当前设计空间中的样本建立代理模型,并且根据样本的内部特征,利用模糊聚类算法将该设计空间分割成几个子空间,然后在每个子空间内通过最大化目标函数的期望提高函数和最小化模型预测目标来增加新的样本,之后对子空间进行融合更新设计空间。6个解析测试算例的结果表明,所发展的方法相比于一般的代理模型优化方法,具有更好的鲁棒性以及全局探索和局部勘测能力,更适用于具有强非线性和多极值的优化问题。RAE2822气动优化实例表明,所发展的方法在处理工程实际问题时,仍然能够保持很好的效率、鲁棒性和自适应性。
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关键词
气动优化
变设计空间
模糊聚类算法
代理模型
自适应
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Keywords
aerodynamic optimization
variable design space
fussy clustering algorithm
surrogate model
adaptive
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分类号
V221.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名跨音速流中壁板流固耦合效应的形态演化分析
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作者
安效民
冯家悦
周悦
孙伟
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机构
西北工业大学航天学院空天飞行技术研究所
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2022年第10期36-47,60,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(12072278)
航空科学基金项目(201901053001)。
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文摘
高速飞行器部件多采用轻质薄壁加筋结构,当飞行器长时间跨音速或低超音速飞行时,这种薄壁结构在非定常气动载荷的作用下会表现出强非线性的流固耦合特征,其中激波运动、边界层效应、流动分离等流场非线性与几何大变形等结构非线性相互耦合作用会使壁板产生失稳行为,引起结构疲劳或损毁。该文基于CFD/CSD耦合数值模拟技术,预测和判别壁板在跨音速气流中随马赫数变化过程中响应形态,发现在跨音速区内会出现明显的单模态颤振形式。随马赫数的增大,其形态演化次序为稳态收敛、第一模态极限环振荡、屈曲、稳态收敛、跨音速颤振、非共振型极限环振荡、共振型极限环振荡、高频周期振荡、高频非周期振荡、第一模态极限环振荡到稳态收敛的过程。当壁板厚度增加、来流密度减小,演化形态会发生变化。同时,当考虑非定常加速效应和粘性效应后,会出现一定的延迟和阻尼效应,对高频非周期振荡起到抑制作用,这对于降低结构的疲劳损伤有积极效果。
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关键词
流固耦合
非线性壁板颤振
极限环振荡
单模态颤振
跨音速
CFD/CSD耦合方法
可重复使用火箭
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Keywords
fluid-structure interaction
nonlinear panel flutter
limit cycle oscillations
single-mode flutter
transonic flow
CFD/CSD coupling method
reusable rocket
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分类号
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O343.5
[理学—固体力学]
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