高超聲速滑翔飛行器多學科集成分析與多目標優(yōu)化設計.pdf

1、高超聲速滑翔飛行器設計是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及氣動、熱、彈道等多個學科和多個性能指標。本文對多學科集成技術和多目標優(yōu)化方法在高超聲速滑翔飛行器上的應用開展研究，主要工作如下：
　　首先，對高超聲速滑翔飛行器優(yōu)化設計相關的幾何外形參數(shù)化、氣動特性估算、氣動熱計算以及彈道計算等分析模型進行研究。建立了助推段火箭和升力體類滑翔再入飛行器參數(shù)化幾何外形，在此基礎上利用工程估算軟件 Missile DATCOM和基于CFD仿真數(shù)據(jù)構建的K

2、riging代理模型，為升力體外形高超聲速滑翔飛行器建立了氣動估算模型；應用Scala公式建立了高超聲速滑翔飛行器氣動熱模型；建立了適于概念設計階段的助推段、自由段和再入滑翔段彈道模型。
　　其次，對基于分解的多目標進化算法（MOEA/D）進行了研究改進，在算法中增加了多目標約束處理策略。以美國火星科學實驗室（MSL）的氣動外形多目標優(yōu)化為例對MOEA/D算法進行了驗證，在相同計算條件下與NSGA-II算法進行對比，仿真結果表明M

3、OEA/D算法具有迭代速度快、收斂性好等優(yōu)點。
　　再次，設計并實現(xiàn)了高超聲速滑翔飛行器各主要功能模塊，利用多學科集成軟件ModelCenter對各模塊進行了封裝集成。
　　最后，開展了高超聲速滑翔飛行器多目標優(yōu)化設計研究。對高超聲速滑翔飛行器設計目標和約束條件進行分析，建立了高超聲速滑翔飛行器多目標優(yōu)化模型。采用基于分解的多目標進化算法（MOEA/D）分別對高超聲速滑翔飛行器氣動外形和彈道進行了多目標優(yōu)化設計，得到仿真算例