乔建领，韩忠华，宋文萍

西北工业大学 航空学院 翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室，西安 710072

第一代超声速客机商业运营的失败，很大程度上是由音爆噪声等环境问题造成的。随着航空科学技术的进步，20世纪90年代中后期又掀起了一轮低音爆超声速客机研究热潮。发展新一代低音爆超声速客机主要面临两个关键问题：超声速飞行过程中地面音爆强度计算和低音爆气动布局优化设计[1]。

音爆是飞行器在超声速飞行时产生的一种特有的声学现象。在超声速飞行条件下，飞机对气流扰动会形成激波和膨胀波；激波和膨胀波在传播过程中经过演化、汇聚、耗散等作用后传至地面时，人们会听到类似“爆炸”的声音。在对音爆进行研究时，一般将音爆从飞机到地面的传播过程分为近场、中场和远场。其中，远场(地面)音爆强度水平是超声速飞机设计中最须关注的问题之一。国外从20世纪50年代开始，对音爆现象作了系统性研究，发展了基于线化理论的音爆预测方法[2-6]、简化音爆预测方法[7]、波形参数法[8]和Burgers方程法[9]。近年来，随着计算流体力学(CFD)技术的发展，CFD被应用于音爆预测。目前国外学者发展了CFD与波形参数法[10]、全流场CFD求解法[11]和CFD与Burgers方程匹配法[12-13]。针对音爆预测方法，国内研究人员也开展了大量研究[1, 14-16]。

低音爆气动布局优化设计是通过优化算法得到音爆响应较低的外形。冯晓强等[17]运用遗传算法开展了机体容积和音爆响应的多目标优化研究，并得到考虑音爆响应的多目标问题的Pareto解。……