帮助 关于我们

返回检索结果

几何不确定性区间分析及鲁棒气动优化设计
Interval analysis for geometric uncertainty and robust aerodynamic optimization design

查看参考文献22篇

宋鑫 1,2   郑冠男 1,2 *   杨国伟 1,2   姜倩 1,2  
文摘 不确定性因素会导致飞行器偏离预先设计的气动性能,造成气动性能下降甚至产生严重的后果。针对工程中无法给出准确的几何不确定性概率分布以及跨声速条件下非线性气动问题,对几何不确定性的非概率参数化建模进行了研究,并结合Kriging模型及最优化方法建立了快速非线性区间分析方法。采用该方法对对称翼型进行不确定性分析,获得了气动性能参数的定量变化区间。在区间不确定性分析基础上建立了鲁棒优化设计流程。基于区间序关系及区间可能度转换模型将单目标区间不确定性优化问题转化为多目标确定性优化问题,并采用基于Pareto熵的自适应多目标粒子群算法对优化问题进行寻优。考虑几何不确定性以及升力、力矩、面积约束,以阻力性能为目标对超临界翼型进行了鲁棒优化设计。与确定性优化设计结果对比表明,确定性优化设计在不确定性因素的影响下易失效,而鲁棒设计可得到更安全可靠的结果。
其他语种文摘 Uncertainties will make aircraft deviate from the designed aerodynamic performance,resulting in the decrease in aerodynamic performance and even destruction. Due to the problem that the probability distribution of geometric uncertainty cannot be given in engineering and nonlinear aerodynamic problem in transonic flows,the non-probabilistic parametric modeling of geometric uncertainty is studied,and the fast nonlinear interval analysis method is established in combination with Kriging model and optimization method. The effects of geometric uncertainties on a symmetric airfoil are analyzed using the above method,and the quantitative variation range of aerodynamic performance is obtained. Based on interval uncertainty analysis,a robust optimization design process is established. The single-objective interval uncertainty optimization problem was transformed into deterministic multi-objective optimization problem based on the order relation and possibility degree model of interval number,and the optimization problem was solved by adaptive multi-objective particle swarm optimization which is based on Pareto entropy. The robust optimization design is implemented for the supercritical airfoil with the drag objective as well as lift,moment and area constraints under geometric uncertainties. The results compared with deterministic optimization design show that deterministic design is prone to failure under the influence of uncertainties,while the robust design is more secure and reliable.
来源 北京航空航天大学学报 ,2019,45(11):2217-2227 【核心库】
DOI 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0077
关键词 几何不确定性 ; 非线性区间分析 ; 直接操作自由变形(DFFD) ; 气动优化设计 ; 鲁棒优化设计 ; 自适应多目标粒子群算法 ; Kriging模型
地址

1. 中国科学院力学研究所, 流固耦合系统力学中国科学院重点实验室, 北京, 100080  

2. 中国科学院大学工程科学学院, 北京, 100049

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1001-5965
学科 航空
基金 国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:6616687

参考文献 共 22 共2页

1.  宋述芳. 机翼气动弹性的随机不确定性分析研究. 振动工程学报,2009,22(3):228-231 被引 1    
2.  李焦赞. 气动设计问题中确定性优化与稳健优化的对比研究. 航空计算技术,2010,40(2):28-31 被引 7    
3.  Bae H R. AIAA-2005-2069,2005 被引 1    
4.  徐明. 基于不确定性的旋翼转速优化直升机参数设计. 航空学报,2016,37(7):2170-2179 被引 4    
5.  Salehi S. On the flow field and performance of a centrifugal pump under operational and geometrical uncertainties. Applied Mathematical Modelling,2018,61:540-560 被引 1    
6.  邬晓敬. 翼型跨声速气动特性的不确定性及全局灵敏度分析. 力学学报,2015,47(4):587-595 被引 14    
7.  戴玉婷. 考虑随机型不确定性的浸入式颤振求解方法. 航空学报,2014,35(8):2182-2189 被引 2    
8.  Papadimitriou D I. Aerodynamic shape optimization for minimum robust drag and lift reliability constraint. Aerospace Science and Technology,2016,55:24-33 被引 4    
9.  Elishakoff I. Discussion on: A non-probabilistic concept of reliability. Structural Safety,1995,17(3):195-199 被引 86    
10.  屈小章. 基于区间的风机系统翼型气动性能不确定性优化. 中国科学:技术科学,2017,47(9):955-964 被引 5    
11.  Zheng Y N. Uncertainty propagation in aerodynamic forces and heating analysis for hypersonic vehicles with uncertain-but-bounded geometric parameters. Aerospace Science and Technology,2018,77:11-24 被引 1    
12.  张军红. 含区间不确定性参数的机翼气动弹性优化. 振动工程学报,2011,24(5):461-467 被引 2    
13.  Pisaroni M. A multi level Monte Carlo algorithm for the treatment of geometrical and operational uncertainties in internal and external aerodynamics: AIAA-2016-4398,2016 被引 1    
14.  张德虎. 典型翼型参数化方法的翼型外形控制能力评估. 航空工程进展,2014,5(3):281-295 被引 8    
15.  陈颂. 基于DFFD技术的翼型气动优化设计. 航空学报,2014,35(3):695-705 被引 12    
16.  姜潮. 区间不确定性优化设计理论与方法,2017:6-40 被引 1    
17.  韩忠华. Kriging模型及代理优化算法研究进展. 航空学报,2016,37(11):3197-3225 被引 181    
18.  郑冠男. 基于混合网格Navier-Stokes方程的并行隐式计算方法研究. 应用力学学报,2011,28(3):211-218 被引 3    
19.  Amoignon O. Study of parameterizations in the project CEDESA: AIAA-2014-0570,2014 被引 1    
20.  Anderson G R. Aerodynamic shape optimization benchmarks with error control and automatic parameterization: AIAA-2015-1719,2015 被引 1    
引证文献 2

1 董欣心 捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析 北京航空航天大学学报,2022,48(3):464-472
被引 3

2 张威 基于PCA-HicksHenne方法的几何不确定性稳健优化设计 北京航空航天大学学报,2022,48(12):2473-2481
被引 1

显示所有2篇文献

论文科学数据集
PlumX Metrics
相关文献

 作者相关
 关键词相关
 参考文献相关

版权所有 ©2008 中国科学院文献情报中心 制作维护:中国科学院文献情报中心
地址:北京中关村北四环西路33号 邮政编码:100190 联系电话:(010)82627496 E-mail:cscd@mail.las.ac.cn 京ICP备05002861号-4 | 京公网安备11010802043238号