[发明专利]基于双环迭代的无人直升机气动外形优化设计方法

摘要

本发明涉及一种基于双环迭代的无人直升机气动外形优化设计方法，步骤一、确定初值和约束；步骤二、几何文件生成模块；步骤三、网格生成模块；步骤四、气动分析模块；步骤五、优化器模块；步骤六、近似方法；步骤七、优化算法；步骤八、优化过程集成。本发明优点在于：多次迭代过程提高了计算结果的精度；采用了响应面模型来近似求解，在保证精确的基础上，大大提高了计算效率，不仅减少了多个变量的精细计算，更是将复杂的CFD计算简化为近似迭代计算，大大减少了外环CFD计算的次数；数次外环修正，将误差影响降到最低；适合于多目标优化问题求解，计算过程是比较简单的，并同求解问题的其它启发式算法有很好的兼容性。

主权项

1.一种基于双环迭代的无人直升机气动外形优化设计方法，其特征在于：其包括如下步骤：步骤一、确定初值和约束；步骤二、几何文件生成模块：建立使用参数、公式、表格、规则以及自定义函数驱动图形的参数化的无人机机身模型，首先选定初值建立初始模型，并需要留好每次迭代的接口；步骤三、网格生成模块：使用网格划分软件，划分流场的非结构网格；首先在网格划分软件中读取几何文件生成模块中生成的模型，并创建流场求解区域；之后按所需要求设置全局网格参数和机身表面网格参数，并检查网格质量并进行光顺处理，生成后续气动分析模块可读取的文件格式；步骤四、气动分析模块：使用CFD软件，进行机身的气动力计算；首先选取合适的湍流模型，然后进行计算条件的设置，之后进行计算结果处理，最后进行流场求解器的验证；步骤五、优化器模块：首先需要根据步骤一到步骤四的气动分析过程，使用近似方法建立合适的目标函数的方程，然后使用优化算法进行方称的求解，在数次迭代后求出最优解，并生成能够代入几何文件生成模块的数据文件，完成一次外环迭代；步骤六、近似方法：为了克服计算消耗上的困难，在气动外形优化中采用近似方法；具体步骤为通过试验设计方法对设计空间内进行多次样本点求解，可以得到对部分或全部设计空间的模拟，从而得到真实隐式函数的显式近似表达式；步骤七、优化算法：在完成近似模型的建立后，使用优化算法来进行求解；这样完成一次计算消耗低、求解精确的内环迭代；步骤一到步骤五为一个完整外环迭代过程；后续步骤六、步骤七为步骤五优化器模块中所含的内环迭代；步骤八、优化过程集成:内外双环迭代过程确定完毕后，需要使用优化平台进行优化集成；优化平台需要完成两项重要工作，其一是模块的自动化运行，其二是优化软件与各模块之间的集成。