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题名基于变精度遗传算法的翼型快速优化设计方法（英文）
被引量：5
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作者
梁宵
孟光磊
佟胜喜
刘晓青
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机构
沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院
沈阳航空航天大学自动化学院
周口师范大学自动化学院
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2016年第6期803-812,共10页
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基金
国家自然科学基金(61503255)
辽宁省自然科学基金(2015020063)
辽宁省科学技术厅项目(2012220013)
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文摘
低碳环保的电动飞机在要求较高升阻比的同时,需要尽量降低成本、缩短研制周期。但高精度的数值模拟时间代价很大,因此针对电动飞机翼型设计中初始翼型较难选取、优化速度较慢的问题,提出了一种基于变精度遗传算法的翼型多点快速优化方法。以常用的Hicks-Henne型函数为基础,改进了其对翼型后缘描述不精确的问题。在数值模拟阶段,介绍了一种快速气动参数计算软件XFOIL,并分析了该软件的适用性与局限。之后给出了使用XFOIL与Matlab进行联合求解的方法,在无人干预的情况下完全实现了翼型设计与优化的自动化,提高了设计效率。在翼型优化阶段,为保持较高的精度和寻优效率,设计了翼型参数的实数编码方法。针对传统遗传优化算法了改进,设计了染色体变精度杂交方法以及动态惩罚方法。最后,给出了基于遗传算法的多点优化方案,以及翼型多目标快速优化一体化设计方案。仿真分成两部分进行,首先改进的Hicks-Henne型函数能够有效实现参数化翼型的后缘夹角改变。通过与NSGA-II方法的优化结果对比,本文的方法在一定迭代次数范围内获得的升阻比更高,失速特性更加缓和,特别是在综合提高翼型优化效率方面表现较好。仿真结果表明,该方法能够快速获得多种工况下具有较高升阻比的翼型,也可以作为进一步优化的初始翼型,能提高翼型优化效率。
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关键词
翼型设计
Hicks-Henne型函数
XFOIL
遗传算法
变精度
动态惩罚
快速优化
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Keywords
airfoil shape design
Hicks-Henne shape function
XFOIL
genetic algorithm
variable resolution
dynamic penalty
rapid optimization
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分类号
V224
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V272
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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