基于数据挖掘的飞行器气动布局设计知识提取
2021-07-05刘深深陈江涛桂业伟唐伟王安龄韩青华
航空学报 2021年4期
刘深深,陈江涛,*,桂业伟,唐伟,王安龄,韩青华
1. 空气动力学国家重点实验室, 绵阳 621000 2.中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所, 绵阳 621000 3.西南科技大学 环境友好能源材料国家重点实验室, 绵阳 621000
气动布局设计是将飞行器的梦想变成现实的第一步,气动布局方案设计特别是早期的概念设计极其重要,决定着飞行器的设计质量、设计效率和设计成本,是飞行器气动性能、飞行性能等的决定性因素,也是飞行器研制成功的基础和关键[1]。为获得满足设计总体要求且整体性能达到最优的飞行器布局方案,气动布局设计通常需要在充分考虑尺寸/规模/操稳/防热等多种约束下,在不同学科的设计目标间进行反复多次迭代、折衷平衡和优化组合,因此其本质上是多学科相互交叉耦合作用下的多目标优化过程[2-6]。
当前气动布局多学科多目标优化设计仍面临诸多挑战:一是在早期布局概念设计阶段,设计人员对不同学科优化目标之间的内在关系及设计变量对优化目标的影响规律通常缺乏直观深入的认识,可能导致所构建的优化模型不够高效合理,带来优化耗时过长或者不能获取满意的优化结果的问题;二是多目标优化通常包含多个互相冲突和矛盾的目标,最终得到的优化结果是一系列非劣解集,需要设计人员根据某种偏好进行选择,这种选择将影响飞行器后续一系列的设计过程,如何刻画和获取气动布局设计所关心的目标之间的权衡关系,为最终布局方案的选取提供科学的决策支撑也是一个需要解决的问题;……
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