航空发动机外部管路敷设及系统

【类型】学位论文

【作者】邵中武 

【关键词】 管路设计 智能算法 管路系统

【摘要】航空发动机外部管路的设计问题是高度复杂的、强耦合的、多学科结合的设计问题,具有高度计算复杂性、高度信息交换复杂性和高度非结构化的特点。其主要内容涉及环境表达、路径规划方法、路径搜素等多个学科。长期以来，航空发动机管路的敷设主要由手工来完成，管路敷设设计主要依赖人工实践经验。但同时由于航空发动机结构复杂、零部件繁多、集成性高和内部装配空间小等特点，管路敷设已经严重制约着发动机的研制速度和生产周期。随着计算机技术的飞速发展，数字化设计方法为航空发动机管路优化设计提供了有力的支持和新的手段。尤其是随着人工智能技术理论的日益完善发展，使其迅速渗透到各个行业的优化问题中并取得良好的效果。因此依托智能算法的航空航空发动机数字化设计具有极高的研究和应用价值。本文根据航空发动机管路敷设的约束条件和评价标准，应用智能算法实现了航空发动机管路的数字化智能敷设。主要完成以下工作：1、讨论路径规划问题中的空间表达方法，并基于栅格预处理模型和管路自动敷设问题的定义，实现了航空发动机管路设计空间的表达方法。2、深入研究了传统的三维路径规划算法的原理和应用，并将Lee算法应用到航空发动机外部管路的单管敷设问题中并完成了仿真实验。3、研究了遗传算法等人工智能算法的原理，并实现了遗传算法实现单管及管系的敷设，讨论了算法优缺点和复杂性。4、将人工免疫理论应用到遗传算法中，将基于免疫记忆、免疫调节及免疫特异性等机制集的成免疫进化算法应用到管路的智能敷设中去，提高了管路的敷设效率。5、利用UG二次开发功能，设计了航空发动机管路敷设系统，使得三维管路的设计智能化和可视化。该系统既利用了算法的快速求解，又使得设计人员根据经验对设计方案进行修正寻优。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】樊江

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