几何不确定性区间分析及鲁棒气动优化设计

摘要：

不确定性因素会导致飞行器偏离预先设计的气动性能,造成气动性能下降甚至产生严重的后果.针对工程中无法给出准确的几何不确定性概率分布以及跨声速条件下非线性气动问题,对几何不确定性的非概率参数化建模进行了研究,并结合Kriging模型及最优化方法建立了快速非线性区间分析方法.采用该方法对对称翼型进行不确定性分析,获得了气动性能参数的定量变化区间.在区间不确定性分析基础上建立了鲁棒优化设计流程.基于区间序关系及区间可能度转换模型将单目标区间不确定性优化问题转化为多目标确定性优化问题,并采用基于Pareto熵的自适应多目标粒子群算法对优化问题进行寻优.考虑几何不确定性以及升力、力矩、面积约束,以阻力性能为目标对超临界翼型进行了鲁棒优化设计.与确定性优化设计结果对比表明,确定性优化设计在不确定性因素的影响下易失效,而鲁棒设计可得到更安全可靠的结果.

关键词：几何不确定性、非线性区间分析、直接操作自由变形(DFFD)、气动优化设计、鲁棒优化设计、自适应多目标粒子群算法、Kriging模型

所属期刊栏目：45

分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11672303

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2217-2227