[发明专利]喉栓式变推力发动机总体参数设计方法、装置和设备

说明书

本申请涉及喉栓式变推力发动机总体参数设计方法、装置和设备，方法包括：根据总体设计指标要求，建立喉栓式变推力发动机的总体参数优化计算模型；采用优化拉丁超立方实验设计方法，在总体参数优化计算模型内生成初始样本点；将初始样本点输入发动机性能仿真模型中，得到初始样本点对应的设计约束条件和目标函数，采用径向基函数方法构建目标函数和约束条件的代理模型；采用自适应粒子群算法，基于建立的代理模型对优化问题进行搜索求解，找到比当前已有最优解性能更好的点即停止搜索并输出作为当前采样点；将当前采样点作为新的采样点输入，利用发动机性能仿真模型计算真实输出，根据预设的收敛条件，输出发动机总体参数。提高了设计效率。

技术领域

本申请涉及飞行器发动机设计技术领域，特别是涉及一种喉栓式变推力发动机总体参数设计方法、装置和设备。

背景技术

固体火箭发动机是在导弹、火箭等航天运载器中广泛应用的动力系统之一，喉栓式变推力固体发动机由于能够灵活调整推力，满足不同工作需求，而具有广泛的应用前景。总体方案设计是喉栓式变推力固体发动机设计中最核心最困难的技术之一，其主要任务是在装药稳定燃烧和推力调节能力的约束下，通过调整设计参数，使得最终设计出的发动机平均冲质比最大。

目前常用的喉栓式变推力发动机总体方案设计方法有：基于已有设计案例，对发动机内弹道参数进行手动设置和调整，以满足推力调节性能需求。此类方法在固体发动机工业生产部门中应用较多，由于常年从事变推力固体发动机总体方案设计，积累了大量案例和经验，因此一般情况下能得到较好的结果。然而，在实现本发明过程中，发明人发现前述传统的总体方案设计方法中，仍存在着设计效率低的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种相对简单、高效且快速的喉栓式变推力发动机总体参数设计方法、一种喉栓式变推力发动机总体参数设计装置、一种计算机设备以及一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种喉栓式变推力发动机总体参数设计方法，包括步骤：

根据总体设计指标要求，建立喉栓式变推力发动机的总体参数优化计算模型；

采用优化拉丁超立方实验设计方法，在总体参数优化计算模型内生成初始样本点；

将初始样本点输入发动机性能仿真模型中，得到初始样本点对应的设计约束条件和目标函数；

根据初始样本点、设计约束条件以及目标函数生成训练样本集，采用径向基函数方法构建目标函数和约束条件的代理模型；

采用自适应粒子群算法，基于建立的所述代理模型对优化问题进行搜索求解，找到比当前已有最优解性能更好的点即停止搜索并输出作为当前采样点；

将当前采样点作为新的采样点输入，利用发动机性能仿真模型计算真实输出，根据预设的收敛条件，输出发动机总体参数。

另一方面，还提供一种喉栓式变推力发动机总体参数设计装置，包括：

参数建立模块，用于根据总体设计指标要求，建立喉栓式变推力发动机的总体参数优化计算模型；

初始样本模块，用于采用优化拉丁超立方实验设计方法，在总体参数优化计算模型内生成初始样本点；

初始仿真模块，用于将初始样本点输入发动机性能仿真模型中，得到初始样本点对应的设计约束条件和目标函数；

代理构建模块，用于根据初始样本点、设计约束条件以及目标函数生成训练样本集，采用径向基函数方法构建目标函数和约束条件的代理模型；

搜索输出模块，用于采用自适应粒子群算法，基于建立的代理模型对优化问题进行搜索求解，找到比当前已有最优解性能更好的点即停止搜索并输出作为当前采样点；