[发明专利]一种并行同步扰动随机近似的气动优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于并行同步扰动随机近似的气动外形优化设计方法，针对翼型约束减阻、气动外形反设计等航空气动外形设计问题，充分利用多处理器并发处理能力，每个处理器所在进程均对设计变量进行独立的扰动，并实施同步扰动随机近似优化过程，更新设计变量以及对应目标，最后从所有进程中选出最好目标以及相应设计变量作为下一次设计的初值，如此循环迭代直到找到最优外形。本发明的积极效果是：相比于传统的串行优化设计方法，该技术发明易于实现，能够充分利用计算资源，极大提高气动优化设计效率。

主权项

一种基于并行同步扰动随机近似的气动优化设计方法，其特征在于，进行气动优化设计的步骤如下： A、初始化： 给定优化设计的目标函数I，根据参数化方法以及初始外形给出初始设计变量X₀，并计算初始流场U₀，从而得到初始目标值q₀，将X₀，U₀，q₀广播到每个处理器上的进程； B、每个进程上都实施同步扰动随机近似优化方法： 对设计变量进行同步扰动：计算近似梯度：更新设计变量：X_k+1＝X_k‑a_kg(X_k) 其中，k是迭代变量，取值为0，1，2，…，N，N代表最大允许迭代次数，Δ_k是服从±1伯努利分布的随机变量，a_k，c_k是一个小的正数； C、在每个进程上计算目标值q_k+1＝I(X_k+1)，利用进程之间的通信进行归约操作，得到所有进程中当前最优目标值、相应的设计变量和所在进程号p，将进程p上的设计变量和最优目标值广播到其他进程，再进行下一次优化设计，直到收敛。