[发明专利]一种水下无人航行器气膜冷却结构优化方法

说明书

本发明提出了一种水下无人航行器气膜冷却结构优化方法，能够对所建立的参数化模型的气膜冷却效率进行分析，使得在优化变量允许的范围内，气膜冷却效率最佳。本发明克服传统人工优化技术的不足，基于UG的参数化建模，通过CFD计算，对所建立的参数化模型的气膜冷却效率进行分析，使得在优化变量允许的范围内，气膜冷却效率最佳，能够有效的减小人工优化所带来的耗时耗力，极大的提高优化效率。

技术领域

本发明涉及水下无人航行器技术领域，具体涉及一种水下无人航行器气膜冷却结构优化方法。

背景技术

传统的人工优化水下无人航行器气膜冷却结构耗时耗力，且得出的优化结果存在一定的离散性，往往不一定能寻得最优的结果。isight作为集成各种仿真及耦合软件模块的优化设计平台，在工业优化设计领域已经得到广泛的应用。随着优化理论的不断深入和优化算法的不断完善，借助isight优化平台进行优化寻优已成为优化设计的一种趋势，但是目前还没有借助isight优化平台进行水下无人航行器结构优化的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种水下无人航行器气膜冷却结构优化方法，能够对所建立的参数化模型的气膜冷却效率进行分析，使得在优化变量允许的范围内，气膜冷却效率最佳。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种水下无人航行器气膜冷却结构优化方法，包括如下步骤：

步骤1，利用UG对所需优化的水下无人航行器气膜冷却结构进行参数化建模，设置模型结构所需要的优化参数，获取从UG导出的参数化模型；

步骤2，利用批处理脚本在ICEM中对参数化模型进行自动网格划分，并利用ICEM脚本录制功能，记录对参数化模型网格划分步骤；

步骤3，将网格文件导入CFX中，在CFX中批处理实现网格模型的边界条件设置、求解计算和输出求解结果，并输出求解所需的目标函数；整个过程利用CFX自带的脚本录制功能全程录制；

步骤4，将UG自动更新程序、ICEM网格脚本批处理程序、CFX批处理程序分别集成到isight软件中，并将UG自动更新程序、ICEM网格脚本批处理程序、CFX批处理程序与isight自带的优化组件模块相连，实现整个优化过程的闭合循环；通过isight调用不同程序，实现从参数化建模到网格划分再到CFD求解的全自动化处理过程；在isight的优化组件模块中，根据实际优化需求选用isight自带的优化算法。

其中，所述步骤4中，利用isight驱动UG自动更新模型，并驱使ICEM对更新后模型进行自动网格划分，最后驱动CFX对更新的网格模型进行设置求解并输出对应的目标函数。

其中，将集成有优化算法的optimization优化模块添加到isight中，确定参数化模型的优化变量的取值范围和目标函数的收敛方向；对优化算法进行相应的调整设置，基于相应的优化算法对参数化模型的优化变量进行自动寻优，并获取最佳的优化设计参数及目标函数结果。

其中，所述步骤2中，若模型参数的变化范围不大，采用六面体结构化网格划分，若模型的参数在优化时变化较大，则选用非结构化网格划分。

其中，所述步骤1中，利用自编C++程序，实现参数化模型的自动读取、参数改变以及新模型生成，并导出为x_t格式文件。

有益效果

1、本发明克服传统人工优化技术的不足，基于UG的参数化建模，通过CFD计算，对所建立的参数化模型的气膜冷却效率进行分析，使得在优化变量允许的范围内，气膜冷却效率最佳，能够有效的减小人工优化所带来的耗时耗力，极大的提高优化效率。

2、本发明方法不止仅限于对气膜冷却结构的优化，若模型结构能进行参数化设计，均可采用该方法进行相应的优化设计，是一种较为通用的优化设计方法。