大型民用飞机气动外形典型综合设计方法

作者： 黄江涛   高正红   余婧   郑传宇   周铸   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 非支配解优化   相关性分析   离散伴随优化   虚拟Pareto可行解集   多目标优化  

描述： 基于自主研发的飞行器气动外形大规模并行化、分布式综合设计软件AMDEsign,开展了大型民用飞机气动外形多目标综合设计,研究了处理高维目标空间多目标优化问题的有效处理方式,为优化数学模型的合理确定提供数据参考。在此基础之上,基于软件AMDEsign的主分量分析(PCA)、离散伴随方法两个典型模块,对宽体飞机数字化模型开展多目标优化,其中离散伴随方法中引入虚拟可行解集逼近方法,为权系数提供有效的导向性选择;并进一步将结果进行多目标评估分析,设计结果表明,主分量分析能够有效识别目标函数的相关性,虚拟可行解集方法效率较高,充分利用了离散伴随效率高以及导向性权函数预测等优点,多点设计外形在巡航升阻比、抖振特性以及阻力发散等性能上具有明显改善。文中提出的综合设计方法简捷高效且具有较强的工程应用价值。

基于Kriging模型和NSGA-Ⅱ的航空发动机管路卡箍布局优化

作者： 柳强   焦国帅   来源： 智能系统学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 发动机管路   管路振动   Kriging模型   多目标优化   卡箍位置  

描述： 针对传统卡箍布局规划存在效率低且难以解决多目标优化问题等难点,提出一种基于Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法的航空发动机管路卡箍多目标布局优化方法。提出并建立反映卡箍位置与管路振动性能关系的Kriging代理模型,同时结合拉丁超立方实验设计方法以及粒子群优化技术提高建模精度。以管路一阶固有频率和二阶固有频率为优化目标,应用NSGA-Ⅱ对管路卡箍位置进行布局规划以避免共振。在优化计算过程中,应用所建近似模型代替CAE分析程序对适应值函数进行评价,大大减小了计算量。发动机管路卡箍布局算例表明:所提方法可一次性获得多个满足要求的非支配解方案,不仅提升了管路系统的可靠性,而且计算效率亦得到了很大提高。最后仿真结果证明了所提方法的有效性。

航空推进系统气动安全阀结构参数分析及优化

作者： 王慧   周国强   王禹涧   岳星岐   张一鸣   来源： 中国安全科学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 超调量和响应时间   气动安全阀   航空推进系统   结构参数   多目标优化  

描述： 为改善某型航空推进系统气动安全阀的性能，建立航空推进系统双级气体减压器和安全阀组成的高压气路AMESim数值模型，搭建安全阀性能测试试验台，验证模型准确性，分析结构参数对安全阀特性的影响机制。采用响应曲面法(RSM),建立结构参数与安全阀压力超调量和响应时间的显著不失拟回归模型，通过方差分析(ANOVA)研究结构参数交互作用对安全阀压力超调量和响应时间影响的显著性差异，并基于自适应范围多目标遗传算法(ARMOGA),优化入口长度、入口直径和弹簧刚度参数。研究结果表明：入口长度、入口直径、弹簧刚度对超调量和响应时间的影响依次降低，入口长度与直径的交互作用最为显著；入口长度、入口直径、弹簧刚度分别为14.587 8 mm、 14.898 0 mm、48.966 8 N/mm时安全阀性能最佳，优化后超调量降低6.917%,响应时间降低6.383%。

基于POD/PCE/Kriging模型的航空发动机高维多目标优化

作者： 马跃   郭明明   孙博伦   田野   宋文艳   乐嘉陵   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 代理模型   粒子群优化算法   POD/PCE/Kriging模型   多目标优化   航空发动机燃烧室设计  

描述： 针对于传统的航空发动机燃烧室设计过程计算周期长，加工和试验成本高，制约发动机设计周期的问题，基于航空发动机燃烧室模型，结合POD/PCE/Kriging（本征正交分解/多项式混沌展开/Kriging）模型和粒子群优化（PSO）算法开展了燃烧性能代理模型的构建和多目标优化设计。通过试验，应用POD/PCE/Kriging模型预测结果与一维程序计算结果进行对比分析，针对于燃烧效率和总压损失预测值的方均根误差分别为0.006 3%和0.122 7%。对设计变量参数开展寻优，并对获取的Pareto最优解集进行了分析，为满足性能指标的先进航空发动机燃烧室设计提供了物理见解，可以快速准确获得满足最优性能的设计参数，缩短航空发动机的研制周期。

基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统

作者： 卜飞飞   史建宇   李朋   刘皓喆   赵云   刘哲恺   黄文新   秦海鸿   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 交直流集成发电系统   自抗扰控制   双绕组感应发电机   多目标优化   多电飞机  

描述： 为了满足飞机多电化对于航空发电系统提出的高功率密度、高品质供电以及交直流混合供电的要求，对比分析了多种交直流集成发电方案，并分析了其优势与不足，提出了一种基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统。该系统充分利用了双绕组感应发电机定子有两套三相绕组的特点，能够很好的实现交直流集成发电。在进行电机初步设计后，基于多目标优化算法，以效率和功率密度为目标对双绕组感应发电机进行优化设计，采用交直流集成发电自抗扰控制策略，以提高该系统动态性能与负载适应性。最后研制了一台60kW（交流24kW，直流36kW）的双绕组感应发电机原理样机，实验结果显示，该交直流集成发电系统在交流侧突增、突卸负载时，电压突变在±10V以内，恢复时间不超过25ms，在直流侧突增、突卸负载时，电压波动在±30V以内，恢复时间不超过45ms，具有良好的动态性能和稳态性能，能够实现发电系统的高品质交直流集成发电。研究成果表明，基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统有望为我国多电飞机发电系统提供一种有竞争力的可选方案。

面向航空结构件的双资源约束批量流调度

作者： 王玉芳   华晓麟   曾亚志   陈凡   姚彬彬   来源： 计算机集成制造系统 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空结构件   灰狼算法   多目标优化   双资源约束   批量流柔性作业车间调度  

描述： 针对航空结构件批量调度问题，考虑双资源约束和批量生产特性，以最大完工时间、瓶颈机器负载为目标，建立双资源批量流柔性作业车间调度模型，并提出了一种基于子批划分的混合灰狼优化算法进行求解。设计一种种群引导策略，强化种群进化效率和算法的收敛性能；提出基于子批划分的搜索策略，采取不同算子扩大算法的搜索范围，提高算法的全局搜索能力；设计基于关键任务的局部搜索策略，增强算法的局部搜索能力。通过扩展标准算例验证了改进策略和算法性能的有效性及优越性。通过航空结构件生产实例验证算法求解双资源约束批量流柔性作业车间调度问题的显著优势。

飞机支线架注塑成型缺陷分析和多目标优化

作者： 郭文博   刘泓滨   车应田   周文杰   周东华   来源： 轻工机械 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 浇注系统   气泡   熔接痕   TOPSIS综合评价法   多目标优化   注塑成型  

描述： 工艺参数组合为:模具温度60℃,熔体温度245℃,注射时间5 s,V/P转换体积99%,保压压力245 MPa,浇口直径1 mm。同时发现熔接痕和气泡在受工艺参数影响方面具有一致性,证明了熔接痕和气

通用飞机富勒襟翼多目标优化

作者： 魏闯   张铁军   刘铁中   来源： 空气动力学学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： NSGAⅡ   富勒襟翼   S方程   多目标优化   Pareto前沿面   N  

描述： 排序遗传算法(NSGAⅡ),以求解雷诺平均N-S方程为气动评估方法并采用集群分布并行计算以缩短优化时间。以GA(W)-1为基准翼型,以增加线性段(6°)和接近失速迎角(13°)升力系数为目标进行富勒

航空飞行器用300 kW高速永磁同步电机优化设计

作者： 魏嘉麟   王又珑   温旭辉   陈晨   李文善   来源： 兵工学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空飞行器   高速永磁同步电机   Mead法   Nelder   Halbach磁体   多目标优化   场路耦合  

描述： 航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差，脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升，加剧Halbach磁体的退磁风险，影响电机的安全运行。针对上述问题，提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法，以电机损耗和温升为优化目标，使用场路耦合有限元分析法和解析法计算电机在T型三电平变流器供电下的损耗，进而计算电机温升。根据寻优算法搜索最优设计区域，获得优化设计方案。分析Halbach磁体内的磁密分布和涡流损耗，对磁体进行优化设计从而抑制退磁和损耗。设计并制造一台300 kW、30 000 r/min高速永磁同步电机，仿真和实验结果表明，所提出的设计方法能够快速实现多目标寻优，并有效抑制退磁。

风影响下航空器多目标最优控制航迹优化方法

作者： 常哲宁   胡明华   张颖   杨磊   邹润原   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 最优控制   基于航迹运行   空中交通管理   非线性规划   多目标优化   航迹优化  

描述： 风影响下的四维航迹优化问题约束复杂，多目标四维航迹优化模型难以求解。为此，基于最优控制方法研究固定水平航路下考虑风影响的航迹垂直剖面多目标优化问题的建模和求解。首先，以飞行时间和飞行油耗最小化为双目标建立航迹最优控制模型；然后，设计了梯形配点结合ε-constraint的模型求解方法，并特别针对按高度层飞行场景下的航迹优化提出了两阶段求解方法；接着，建立四维航迹仿真模型用于对轨迹优化效果的仿真验证；最后，选用长航线实际飞行计划数据作为算例进行算法性能分析，并区分自由选择高度和按高度层飞行两种场景进行航迹优化效果验证。实验结果表明：所提出的模型和算法相比另外两种常用算法能获得更优的Pareto前沿解，按高度层飞行场景下采用两阶段求解方法能获得更优的前沿解；自由高度飞行和按高度层飞行两种场景下求得的前沿解中最低油耗航迹分别比飞行计划仿真航迹的油耗降低了6.33%，5.94%，最短飞行时间航迹分别比飞行计划仿真航迹的飞行时间降低了10.16%，10.01%。