高昌，李正洲，黄江涛，贺元元，吴颖川，乐嘉陵，桂丰

1.中国空气动力研究与发展中心 高超声速冲压发动机技术重点实验室，绵阳 621000 2.中国空气动力研究与发展中心，绵阳 621000 3.中国航发四川燃气涡轮研究院，成都 610500

高超声速飞行器具有实现全球快速到达和低成本进入空间的潜力，目前各主要航天大国都正在开展对高超声速飞行器的深入研究。高超声速飞行环境下，飞行器受到气动力、热载荷严酷，高超声速飞行器机体和推进系统的设计面临推阻平衡、升重平衡等难题，机体/推进一体化设计方法是解决这些难题的有效方法[1-2]。目前的一体化设计方法主要是基于无黏理论，高超声速来流条件下黏性对于飞行器气动性能有重要影响，实际应用中还要权衡几何修型导致的性能恶化[3]。气动设计作为概念设计的起始点，性能优良的气动外形有利于整个总体设计方案的封闭性和可实现性。在考虑黏性的情况下，针对高超声速飞行器开展高精度气动优化可以在一体化设计的基础上进一步提高飞行器的气动性能。

高精度气动优化需要借助精细化CFD(Computational Fluid Dynamics)工具开展气动性能预测，优化过程通常采用进化策略或梯度策略[4]。进化策略基于遗传算法、粒子群算法等优化算法对整个设计空间进行全局寻优，对于多设计变量优化问题，庞大的CFD计算开销是面临的主要困难，代理模型在一定程度上可以降低CFD计算开销，但仍存在精度和泛化性问题[5-6]。梯度策略根据目标函数梯度信息对设计空间进行局部寻优，伴随方法具有计算量与设计变量数目无关的优势，是气动优化中高效获取目标函数梯度的方法，已成熟应用于亚、跨和低超声速气动优化问题[7-9]。……