×

航空气动外形优化:一种快速有效的多目标方法。 (英语) Zbl 1348.74283号

摘要:本工作旨在引入一种快速有效的基于CFD的自动循环,用于旋翼机部件的优化。这里提出的自动循环是严格围绕帕多瓦大学开发的创新多目标进化算法(即GeDEA-II)设计的。最近的论文显示,在对最先进的问题进行测试时,它表现出了出色的性能。为了测试该算法的性能,给出了两个测试用例,每个测试用例都有其独特的特性。第一个问题涉及ERICA倾转旋翼座舱区域的单目标、多约束气动优化。第二个是AgustaWestland AW101直升机左进气道的多点多约束优化。结果证明了这种自动优化循环在解决实际工程问题方面的有效性。

MSC公司:

第74页第10页 固体力学中其他性质的优化
74英尺10英寸 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76G25型 一般空气动力学和亚音速流动
90C29型 多目标和目标规划
90 C55 连续二次规划型方法
90 C90 数学规划的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Adelman HM,Mantay WR(1991)旋翼机的综合多学科设计优化。J Aircr 28(1):22-28·数字对象标识代码:10.2514/3.45988
[2] Agrawal RB,Deb K(1994),连续搜索空间的模拟二进制交叉。技术报告,复杂系统·Zbl 0843.68023号
[3] 军用飞机的机组人员站视觉要求。军用标准mil-std-850b。技术报告,1970年·Zbl 0988.76025号
[4] Altair Engineering。HyperMesh&BatchMesher用户指南。牛郎星,(2009)
[5] Amir M(2008)亚音速压电致动器的应用。《航空杂志》45卷(4期):1419-1430·数字对象标识代码:10.2514/1.35630
[6] Amitay M,Glezer A(2006)《使用合成射流致动器的气动流量控制》,第330卷,《控制与信息》课堂讲稿。柏林/海德堡科学施普林格·Zbl 1161.76301号
[7] Anderson BH(1987)进水口、管道和喷嘴。技术报告,NASA,CP-3049
[8] Ansys Inc.FLUENT用户指南,14.0版。ANSYS(2010)
[9] Ansys Inc.Tgrid用户指南,14.0版。ANSYS(2010)·Zbl 0132.11702号
[10] Bäck T(1994)进化算法中的选择压力:选择机制的特征。收录:第一届IEEE进化计算会议记录。IEEE出版社,皮斯卡塔韦,第57-62页
[11] Bäck T,Schwefel H-P(1993)参数优化进化算法概述。进化计算1(1):1-23·doi:10.1162/evco.1993.1.1.1
[12] Bäck T(1996)理论和实践中的进化算法:进化策略,进化规划。遗传算法。牛津大学出版社,英国牛津·兹比尔0877.68060
[13] Bandyopadhyay PM(1989)鼻子体的粘性减阻。美国汽车协会J 27(3):274-282·数字对象标识代码:10.2514/3.10109
[14] Bergamaschi L,Zilli G,Venturin M(2008)Metodi di line搜索。课堂讲稿。帕多瓦马特马蒂奇大学Metodi e Modelli Dipartmento Matematici Universityádi Padova
[15] Bergamaschi L,Zilli G,Venturin M(2008)Metodi di ottimizzazione。课堂讲稿。帕多瓦马特马蒂奇大学Metodi e Modelli Dipartmento Matematici Universityádi Padova·Zbl 0229.65053号
[16] Bleuler S、Laumanns M、Thiele L、Zitzler E(2003)PISA——搜索算法的平台和编程语言独立接口。摘自:Fonseca CM等人(eds)进化多准则优化会议(EMO 2003),第2632卷。LNCSSpringer,柏林,第494-508页·Zbl 1037.68743号
[17] Calarese W、Pan Crisler W、Gustafson GL(1985),涡流发生器减少后体阻力
[18] Campanardi G、Zanotti A、Macchi C(2008)最终完整的风洞试验数据库。技术报告。技术报告,NICETRIP/POLIMI/WP4.TR007/4.0,版本4.0·Zbl 0132.11701号
[19] Catalano FM(2004)通过涡流发生器降低后体阻力。理工学报44(3):274-282
[20] Celi R(1999)《旋翼机设计优化的最新应用——调查》。《航空杂志》36(1):176-189·数字对象标识代码:10.2514/2.2424
[21] Chattopadhyay A,Narayan J(1993)使用多学科方法优化高速推进器设计。工程优化22(1):1-17·doi:10.1080/03052159308941322
[22] Coello Coello CA、Lamont GB、Van Veldhuizen DA(2006)解决多目标问题的进化算法(遗传和进化计算)。Springer-Verlag纽约公司,Secaucus·Zbl 1142.90029号
[23] Coello Coello CA(2002)《进化算法使用的理论和数值约束处理技术:最新发展概况》。计算方法应用机械工程191(11-2):1245-1287·Zbl 1026.74056号 ·doi:10.1016/S0045-7825(01)00323-1
[24] Comis Da Ronco C,Benini E(2013)以遗传多样性为目标的基于单纯形交叉的进化算法。应用软计算13(4):2104-2123·doi:10.1016/j.asoc.2012.11.003
[25] Comis Da Ronco C,Benini E(2012)Gedea-ii:基于单纯形交叉和收缩变异的多目标优化问题的新型进化算法。收录于:《工程与计算机科学讲稿:2012年世界工程与计算机大会论文集》,WCECS 2012,2012年10月24日至26日,旧金山,第1298-1303页
[26] Comis Da Ronco C,Benini E(2012)Gedea-ii:以遗传多样性为目标的基于简单交叉的多目标进化算法。摘自:第十四届遗传和进化计算国际会议论文集,第619-620页
[27] Corne DW、Knowles JD、Oates MJ(2000)《基于帕累托包络的多目标优化选择算法》。《自然VI会议并行问题解决会议录》。斯普林格。柏林,第839-848页
[28] Deb K,Goyal MA(1996)工程设计的组合遗传自适应搜索(geneas)。计算机科学信息26:30-45
[29] Deb K(1999)多目标遗传算法:问题困难和测试问题的构造。进化计算7:205-230·doi:10.1162/evco.1999.7.3.205
[30] Deb K,Agrawal S,Pratap A,Meyarivan T(2000)多目标优化的快速精英非支配排序遗传算法:Nsga-ii。柏林施普林格,第849-858页
[31] Deb K(2001)使用进化算法的多目标优化。纽约威利·Zbl 0970.90091号
[32] Deb K,Thiele L,Laumanns M,Zitzler E(2001)进化多目标优化的可扩展测试问题。瑞士联邦理工学院(ETH)计算机工程与网络实验室(TIK)技术报告·Zbl 1078.90567号
[33] di Milano P(2010)《绿色旋翼机技术报告》。几何约束和优化任务设计点的规范,以及修订的erica catia文件。技术报告
[34] Eiben AE,Bäck T(1997)进化策略中多粒子重组算子的实证研究。Evol计算机5(3):347-365·doi:10.1162/evco.1997.5.3.347
[35] Farokhi S(2008)飞机推进。纽约威利
[36] Fletcher R,Reeves CM(1964)《共轭梯度函数最小化》。计算J 7:149-154·Zbl 0132.11701号 ·doi:10.1093/comjnl/7.2.149
[37] Fogel DB(1995)《进化计算:走向机器智能的新哲学》。皮斯卡塔韦IEEE出版社
[38] Fonseca CM,Fleming PJ(1993)多目标优化的遗传算法:公式化、讨论和推广。摘自:第五届遗传算法国际会议论文集。旧金山Morgan-Kaufmann
[39] Friedmann PP(1991)《利用气动弹性/多学科约束的结构优化降低直升机振动——一项调查》。《航空杂志》28(1):8-21·数字对象标识代码:10.2514/3.45987
[40] Gabriel E(1968)垂直起降飞机阻力估算。技术报告,波音Vertol报告D8-2194-1
[41] Gad el Hak M(2000)《流量控制》。剑桥大学出版社,皮斯卡塔韦·Zbl 0968.76001号 ·doi:10.1017/CBO9780511529535
[42] Gates GC(1989)飞机推进系统技术与设计。AIAA教育系列,第277-303页
[43] Gessow A,Meyers GC(1952)《直升机空气动力学》。纽约麦克米伦·Zbl 0048.19101号
[44] Giancamili G,Nannoni F,CicalèM(2001)Erica:欧洲先进的倾斜转子。欧洲旋翼机论坛
[45] Gieseng J,Barthelemy JFM(1998)行业mdo应用和需求概述。AIAA论文98-4737
[46] Godard G,Stanislas M(2006)减速边界层的控制。第3部分:圆形射流涡流发生器的优化。Aerosp Sci-Technol航空科技10(6):455-464·doi:10.1016/j.ast.2005.11.005
[47] Goldberg DE(1989)搜索中的遗传算法。优化和机器学习。Addison-Wesley Longman Publishing Co.Inc,波士顿·Zbl 0721.68056号
[48] Hajela P(1999)《多学科设计优化中的非梯度方法:现状和潜力》。《航空杂志》36(1):255-265·数字对象标识代码:10.2514/2.2432
[49] Hassan AA、Martin PB、Tung C、Cerchie D、Roth J(2005)运输直升机机身上的主动流量控制测量和cfd。在:第61届AHS年度国际论坛和翼型会议记录。第349-369页
[50] Hefner J,Bushnell D(1977)飞机减阻概念概述。技术报告,减阻概念专题课程。AGARD特别课程,AGARD第654号报告
[51] Heyes AL,Smith DAR(2005)涡流发生器对翼尖涡流的修改。Aerosp Sci-Technol公司9(6):469-475·doi:10.1016/j.ast.2005.04.003
[52] Hill P,Peterson C(1992),推进力学和热力学。Addison-Wesley出版公司,雷丁
[53] Holmes BJ,Obara CJ(1982),实际飞机表面自然层流的观测和影响。《航空杂志》20(12):993-1006·数字对象标识代码:10.2514/3.48203
[54] Holst TL,Pulliam TH(2003)使用模型问题评估遗传算法概念,第二部分:多目标优化。技术报告·Zbl 1026.74056号
[55] Hooke R,Jeeves TA(1961)数值和统计问题的直接搜索解决方案。美国临床医学杂志8(2):221-229·Zbl 0111.12501号 ·数字对象标识代码:10.1145/321062.321069
[56] Houghton EL,Brock AE(1970)《工程学学生的空气动力学》,第二版。爱德华·阿诺德,纽约
[57] Hunecke K(1997)喷气发动机:理论、设计和操作基础。纽约出版商和批发商
[58] Joslin RD(1998)飞机层流控制。流体力学年度收益30(1):1-29·doi:10.146/年流量30.1.1
[59] Kagambage E,Dimitriadis G(2008)在ulg风洞中设计、制造和安装nicetrip发动机吊舱的缩放模型。技术报告
[60] Kennedy J,Eberhart R(1995)粒子群优化。诉讼程序。摘自:IEEE神经网络国际会议,第1942-1948页
[61] Kirkpatrick S、Gelatt CD、Vecchi MP(1983)《模拟退火优化》。科学220(4598):671-680·Zbl 1225.90162号 ·doi:10.1126/science.220.4598.671
[62] Knowles J、Corne D、Deb K(2006)《从自然中解决多目标问题:从概念到应用》。自然计算系列。Springer-Verlag纽约公司,Secaucus·Zbl 1162.90003号
[63] Krishna Prasad K、Choi KS、Truong TV(1996)《减阻新兴技术》。纽约威利
[64] Kursawe F(1991)向量优化进化策略的变体。在Schwefel HP中,Manner R(eds)从自然中并行求解问题。第一次研讨会,PPSN I,计算机科学讲稿第496卷。柏林斯普林格·弗拉格,第193-197页
[65] Lamousin HJ,Waggenspack WN Jr(1994),基于Nurbs的自由形式变形。IEEE计算图应用程序14:59-65·数字对象标识代码:10.1109/38.329096
[66] Lee J-W,Min B-Y,Byun Y-H,Kim S-J(2006)使用响应面法对空间发射装置进行多点头部形状优化。太空火箭杂志43(1):137-146·数字对象标识代码:10.2514/1.11228
[67] Lee C,Hong G,Ha Q(2002)合成射流的有效性,通过托利密波的不稳定性增强。AIAA纸张
[68] Lin JC、Robinson SK、McGhee RJ、Valarezo WO(1994),通过微涡发电机对高升力翼型进行分离控制。《航空杂志》31(6):1317-1323·doi:10.2514/3.46653
[69] Marco N,Desideri JA(1999)三维形状空气动力学优化的多级参数化。技术报告
[70] Matlab(2010)遗传算法和直接搜索工具箱,理论指南,第2版
[71] Matlab(2010)优化工具箱,理论指南,第2版
[72] S.Melone、Garcia-Duffy和C.D'Andrea A(2010)利用主动控制和变形技术提高悬停状态下旋翼的空气动力学性能。美国直升机学会飞行力学专家会议,渔民
[73] Menter FR、Langtry R、Völker S(2006)通用CFD代码的过渡建模。流量涡轮机燃烧77(1-4):277-303·Zbl 1134.76352号
[74] Miura H(1985)数值优化方法在直升机设计问题中的应用——综述。Vertica 9(2):141-154
[75] Mossi K,Castro N,Bryant R,Mane P(2005)压电合成射流的边界条件效应。集成铁电体71(1):257-266
[76] Nelder JA,Mead R(1965)函数最小化的单纯形方法。计算机J 7(4):308-313·Zbl 0229.65053号 ·doi:10.1093/comjnl/7.4.308
[77] 北大西洋公约组织。航空航天研究与发展咨询小组。流体动力学小组和冯·卡曼流体动力学研究所。飞机阻力预测和减少。AGARD报告。北大西洋公约组织航空航天研究与发展咨询小组(1985年)
[78] Ono I,Kobayashi S(1997)使用单峰正态分布交叉进行函数优化的实数编码遗传算法。摘自:第七届遗传算法国际会议记录,第246-253页
[79] Pagnano G(2005)《Il convertiplano erica:evoluzione della ricerca nei programmi quadro europei》。CRUI意大利Viaggio della Ricerca,米兰,阿古斯塔研发协调,2005年
[80] Parsons JS,Goodson RE,Goldschmied FR(1974)不可压缩流中轴对称体的最小阻力成形。J Hydronaut 8(3):100-107·数字对象标识代码:10.2514/3.48131
[81] Periaux J(2003)《航空和涡轮机械中的遗传算法》。奇切斯特布莱克威尔科学公司
[82] 米兰理工大学(2008)Nicetrip:飞机尺寸的最终完整风洞测试数据库,适用于合作伙伴的代码。技术报告
[83] Powell MJD(1964)在不计算导数的情况下求多变量函数最小值的有效方法。计算J 7(2):155-162·Zbl 0132.11702号 ·doi:10.1093/comjnl/7.2.155
[84] J.Reneaux和J.Preist(1996),连接线污染控制。In:第二届欧洲层流技术论坛,波尔多,1996年
[85] Robert JP(1992)《减阻:工业挑战》。技术报告
[86] Rosenbrock HH(1960)一种自动查找函数最大值或最小值的方法。计算J 3(3):175-184·doi:10.1093/comjnl/3.3.175
[87] Samareh JA(1999)形状参数化技术综述。《航空杂志》36:97-104·数字对象标识代码:10.2514/2.2417
[88] Seddon J,Goldsmith EL(1999)《进气空气动力学》。AIAA教育系列。牛津大学布莱克威尔科学学院
[89] Sederberg TW,Parry SR(1986)固体几何模型的自由变形。收录:第13届计算机图形和交互技术年会论文集。美国纽约ACM,第151-160页。doi:10.1145/15922.15903
[90] Seifert A(1993)振荡吹气:一种延迟边界层分离的工具。美国汽车协会J 31(11):2052-2060·文件编号:10.2514/3.49121
[91] Simpson RL(2001)《枢纽流量》。《流体力学年鉴》33:415-445·Zbl 0988.76025号 ·doi:10.1146/anurev.fluid.33.1.415
[92] Sobieszczanski-Sobieski J,Haftka RT(1997)《多学科航空航天设计优化:最新发展综述》。结构优化14(1):1-23·doi:10.1007/BF01197554
[93] Spall JC(2004)《随机搜索和优化导论:估计、模拟和控制》。美国统计协会杂志99:1204-1205
[94] Spendley W,Hext GR,Himsworth FR(1962)优化和进化操作中单纯形设计的顺序应用。技术指标4:41-461·Zbl 0121.35603号 ·网址:10.1080/00401706.1962.10490033
[95] Stanewsky E(2001)自适应机翼和流量控制技术。航空科学进步37(7):583-667·doi:10.1016/S0376-0421(01)00017-3
[96] Thomas SWA(1984)飞机减阻技术概述
[97] Toffolo A,Benini E(2002)多目标进化算法中的遗传多样性目标。进化计算11:583-667
[98] Tsutsui S,ans Yamamura M,Higuchi T(1999)实数编码遗传算法中带单纯形交叉的多对重组。摘自:GECCO-99会议记录,第657-644页
[99] Tsutsui S,Ghosh A(1998)实数编码遗传算法中多晶重组效应的研究。摘自:IEEE计算智能世界大会。1998年5月4日至9日举行的1998 IEEE国际会议。IEEE,安克雷奇,阿拉斯加州,第828-833页。doi:10.1109/ICEC.1998.700159
[100] Vecchio A、Kurowski M、D'Alascio A(2008)钝体机身减阻有源装置技术审查综合报告。(初稿,包括合成或脉冲射流实施方面的技术审查)。技术报告
[101] Viswanath P(2002)《使用肋骨降低飞机粘性阻力》。航空科学进步30(30):571-600·doi:10.1016/S0376-0421(02)00048-9
[102] 冯·卡曼流体动力学研究所(2009)《流量控制:基础、进展和应用》。讲座系列
[103] 冯·米塞斯R(1959)《飞行理论》
[104] Walsh MJ(1983)《肋条作为粘性减阻技术》。美国汽车协会J 21(4):485-486
[105] Warsop C,Hucker M,Press AJ(2007)用于流分离控制的脉冲空气喷射致动器。流量涡轮机燃烧室78(3-4):251-281·兹比尔1200.76063
[106] Wolpert DH,Macready WG(1997),优化没有免费午餐定理。IEEE事务演变计算1(1):67-82·doi:10.1109/4235.585893
[107] You D,Moin P(2006)采用合成射流控制的翼型流动分离的大涡模拟。年度研究简报,第337-346页
[108] Young T(1997)混合层流控制(hlfc)表面的研究。Aircr Des 2(2-3):127-146
[109] Zitzler E,Deb K,Thiele L(2000)多目标进化算法的比较:实证结果。进化计算8:173-195·数字对象标识代码:10.1162/106365600568202
[110] Zitzler E,Deb K,Thiele L(1999)不同难度测试函数的多目标进化算法比较。In:遗传和进化计算会议(GECCO 1999):多准则优化鸟羽毛研讨会
[111] Zitzler E,Künzli S(2004)多目标搜索中基于指标的选择。在X.Yao等人(编辑)《自然并行问题解决大会》(PPSN VIII)第3242卷中。柏林施普林格,第832-842页·Zbl 0988.76025号
[112] Zitzler E,Laumanns M,Thiele L(2002)SPEA2:改进多目标优化的强度pareto进化算法。K.C.Giannakoglou等人(编辑)《工业问题应用的设计、优化和控制进化方法》(EUROGEN 2001),国际工程数值方法中心(CIMNE),第95-100页
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。