飞行器乘波前体_Bump型面优化设计方法研究.docx

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2024-12-02 发布于北京
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第36

第36卷第3期2024年3月

Vol.36No.3Mar.2024

JournalofSystemSimulation

飞行器乘波前体/Bump型面优化设计方法研究

邱家林1，黄俊1，舒鹏2，王庆凤1，刘志勤1，乔文友2*

(1.西南科技大学计算机系，四川绵阳621000；2.西南科技大学燃烧空气动力学研究中心，四川绵阳621000)

摘要：飞行器前体和Bump型面是乘波体思想在飞行器部件设计中的两大经典案例，可有效提升飞行器总体气动性能，已经成为飞行器总体设计的核心技术。为寻求乘波前体和Bump型面的最优设计以提升飞行器设计效率，提出了一种可应用于乘波前体和Bump型面的优化设计方法。采用密切锥理论和圆锥绕流流场生成初始的乘波前体和Bump型面，并通过面元法快速预估气动性能；结合BP神经网络建立的代理模型和遗传算法NSGA-II对乘波前体和Bump型面快速优化；利用数据挖掘方法分析乘波前体和Bump型面的流动机理。优化后的乘波前体升阻比提升了25.6%，体积提升41.4%。Bump型面阻力系数减少10.9%，横向压力梯度增加12.1%。研究结果表明，提出的优化方法能够有效应用于乘波前体和Bump气动型面的设计优化，对飞行器整体气动性能的优化具有指导意义，在工程应用中具有重大潜力。

关键词：乘波前体；Bump型面；NSGA-II；高超声速；优化研究

中图分类号：TP399文献标志码：A文章编号：1004-731X(2024)03-0686-14

DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0172

引用格式:邱家林,黄俊,舒鹏,等.飞行器乘波前体/Bump型面优化设计方法研究[J].系统仿真学报,2024,36(3):686-699.

Referenceformat:QiuJialin,HuangJun,ShuPeng,etal.ResearchonOptimizationDesignMethodofWaveriderForebody/BumpProfileofAircraft[J].JournalofSystemSimulation,2024,36(3):686-699.

ResearchonOptimizationDesignMethodofWaveriderForebody/BumpProfileofAircraft

QiuJialin1,HuangJun1,ShuPeng2,WangQingfeng1,LiuZhiqin1,QiaoWenyou2*

(1.SchoolofComputerScienceandTechnology,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621000,China;

2.ResearchCenterofCombustionAerodynamics,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621000,China)

Abstract:ThewaveriderforebodyandBumpprofileofaircraftaretwoclassiccasesreflectingthewaveriderideainaircraftcomponentdesign.Theycaneffectivelyimprovetheoverallaerodynamicperformanceofaircraftandhavebecomethecoretechnologyofaircraftoveralldesign.InordertoseektheoptimaldesignofthewaveriderforebodyandBumpprofiletoimprovetheefficiencyofaircraftdesign,anoptimizationdesignmethodforthewaveriderforebodyandBumpprofileisproposedinthispape