一种双后掠翼飞行器气动布局的多目标优化设计

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0395

系统仿真学报 ›› 2019, Vol. 31 ›› Issue (12): 2885-2891.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0395

一种双后掠翼飞行器气动布局的多目标优化设计

雷玉昌, 张登成, 张艳华, 苏光旭, 罗浩, 詹韧

空军工程大学航空工程学院,陕西西安 710038

收稿日期:2019-05-06 修回日期:2019-08-01 发布日期:2019-12-13
作者简介:雷玉昌(1996-),男,山西应县,硕士生,研究方向为飞行器设计、论证与作战使用; 张登成(1969-),男,河北怀安,博士,教授,研究方向为飞行器设计、论证与作战使用; 张艳华(1979-),女,内蒙赤峰,博士,讲师,研究方向为等离子体流动控制、飞行器设计、论证与作战使用。

Multi-objective Optimization Design of Aerodynamic Layout for Twin Swept-wing Aircraft

Lei Yuchang, Zhang Dengcheng, Zhang Yanhua, Su Guangxu, Luo Hao, Zhan Ren

School of Aeronautics, Air Force Engineering University, Xi’an 710038, China

Received:2019-05-06 Revised:2019-08-01 Published:2019-12-13

摘要/Abstract

摘要： 气动布局的多目标优化是飞行器设计中的关键技术。以一种双后掠形状的乘波外形为基本构型,对外形参数进行了总体优化设计。采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法,以飞行器双后掠角参数作为设计变量,考虑了最大起飞重量、航程、容积率等性能指标,利用Elman神经网络函数建立外形参数与性能参数的相互关系,基于任务规划需求建立了约束条件。优化设计得到Pareto最优解集,并筛选出总体性能较优的个体。对总体性能较优的个体进行数据拟合,得到内后掠角Λ₁=[60°,63°],外后掠角Λ₂=[43°,44°]的设计能在全局范围取得较优解。

关键词: 优化设计, NSGA-Ⅱ, 神经网络, Pareto最优解

Abstract: Multi-objective optimization of aerodynamic layout is a key technology in the design of vehicles. The overall configuration of the shape parameters is optimized with a double swept-shaped wave shape as the basic configuration. We use NSGA-Ⅱ multi-objective genetic algorithm, take the aircraft double sweep angle as the design variable, consider the maximum takeoff weight, range, volume ratio and other performance indicators, use Elman neural network to establish the relationship between shape parameters and performance parameters, and establish constraints based on mission planning requirements. The Pareto optimal solution set is obtained by using optimized design and the individuals with better overall performance are selected. Through the date fitting of individuals with better overall performance, we obtain that the design of internal sweep angle of [60°,63°], and outer sweep angle of [43°,44°] can achieve a better solution.

Key words: optimal design, NSGA-Ⅱ, neural network, Pareto optimum solution

中图分类号:

TP391.9

雷玉昌, 张登成, 张艳华, 苏光旭, 罗浩, 詹韧. 一种双后掠翼飞行器气动布局的多目标优化设计[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(12): 2885-2891.

Lei Yuchang, Zhang Dengcheng, Zhang Yanhua, Su Guangxu, Luo Hao, Zhan Ren. Multi-objective Optimization Design of Aerodynamic Layout for Twin Swept-wing Aircraft[J]. Journal of System Simulation, 2019, 31(12): 2885-2891.

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