[发明专利]非轴对称自然层流短舱反设计方法及自然层流短舱

权利要求书

1.一种非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立初始非轴对称短舱，记为初始短舱；

步骤2，选择初始短舱的左右或上下两个基准面；

步骤3，针对两个基准面分别选取样本点，对两个基准面分别进行参数化及数值模拟，获得各样本点在相应基准面上的压力分布；

步骤4，根据步骤3获得的训练数据，构建GTM模型，所述训练数据为样本点S和各样本点在相应设计基准面上的压力分布Cp组成的高维数据集{S，Cp}；

步骤5，预设目标压力分布，根据该目标压力分布，利用全局优化算法进行寻优，GTM模型预测给出最优设计变量，得到最优设计变量对应的非轴对称短舱，记为最优自然层流短舱；

步骤6，对最优自然层流短舱进行CFD校验，若最优自然层流短舱满足要求，则该两个基准面设计结束；若最优自然层流短舱不满足要求，则重复步骤3~步骤5，并在步骤3中重新选取样本点，或在步骤5中重设目标压力分布。

2.如权利要求1所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤6后还包括步骤：

步骤7，将满足要求的两个基准面匹配到初始短舱中，获得新的非轴对称自然层流短舱，记为第一短舱。

3.如权利要求2所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤7后还包括步骤：

步骤8，选择第一短舱上下或左右两个基准面，重复步骤3~步骤6；

步骤9，将满足要求的两个基准面匹配到第一短舱中，获得新的非轴对称自然层流短舱，记为第二短舱，第二短舱即为设计得到的非轴对称自然层流短舱。

4.如权利要求3所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤6和/或步骤9中“满足要求”的定义为：最优自然层流短舱的压力分布是否接近目标压力分布，以及最优自然层流短舱的层流区是否延长，即转捩位置是否向短舱出口移动。

5.如权利要求3所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤6中，根据最优自然层流短舱的压力分布和摩阻系数分布选择重设目标压力分布还是重新选取样本点。

6.如权利要求3所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤6或步骤8中，初始短舱左右两个基准面分别为初始短舱90°和270°两个截面，初始短舱上下两个基准面分别为初始短舱0°和180°两个截面。

7.如权利要求1所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法，其特征在于，所述步骤3中样本点的选取数量为20个~40个。

8.一种自然层流短舱，其特征在于，使用如权利要求3~6任一所述的非轴对称自然层流短舱反设计方法得到，即第二短舱。