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超声速翼身组合体激波阻力优化的EFCE算法 超声速翼身组合体是一种飞行器,其飞行速度超过了音速。相比于亚音速飞行器,超声速飞行器的翼身组合体在空气中产生的激波阻力明显增加,从而限制了其在高速飞行中的性能。因此,研究超声速翼身组合体的激波阻力优化算法具有重要的意义。 EFCE(EvolutionaryFrameworkforComputationallyEfficientaerodynamicoptimization)算法是一种基于进化计算的优化算法,其主要目标是减少多次复杂计算任务的运算时间和计算成本。在本文中,将介绍如何使用EFCE算法来优化超声速翼身组合体的激波阻力。 首先,我们需要了解超声速翼身组合体的激波阻力产生的原因。当飞行器飞行速度超过音速时,空气流动会在翼身组合体前形成激波,这些激波会在翼身组合体表面产生压力,并使得翼身组合体整体产生阻力。因此,我们希望通过改变翼身组合体的设计参数,如翼型、机身形状等,以减少产生的激波阻力。 现在,我们将介绍如何使用EFCE算法来优化超声速翼身组合体的激波阻力。EFCE算法是一种基于遗传算法(GA)的优化算法,其优点在于能够将复杂的优化问题简化成一个简单的数学表达式,从而减少了计算时间和成本。 首先,我们需要利用计算流体动力学(CFD)模拟软件计算出优化问题的数学表达式,即所谓的“目标函数”。在本例中,我们希望最小化翼身组合体在超音速飞行时产生的激波阻力。因此,我们需要通过CFD模拟软件计算出翼身组合体在不同速度下的激波阻力值,并将其表示为一个数学表达式。 接下来,我们需要将翼身组合体的设计参数转化为一个序列,这个序列将作为GA算法的基因编码表示。具体来说,我们将翼型、机身形状等设计参数离散化,并通过遗传算法生成不同的个体,并通过不断演化,找到最优解的基因序列。 在每一个迭代过程中,我们需要利用目标函数计算出每个个体的适应度值,以确定哪些个体的基因序列将被用于下一代的繁殖过程中。在选择下一代时,我们需要利用选择算子(如轮盘赌算子)和交叉算子(如单点和多点交叉)来生成新的个体群体,并利用变异算子来引入一定程度的随机性,以促进群体的多样性和探索空间。 最后,我们可以通过不断演化迭代,找到最优的基因序列,即对超声速翼身组合体的设计参数进行优化,从而降低激波阻力,提升超音速飞行器的性能。 在总结本文时,需要指出EFCE算法的优点在于能够快速、高效地找到优化解,同时也实现了多目标优化。但是,其缺点在于需要依赖于CFD模拟软件的计算结果,并且需要在优化问题的定义上进行实质性的转化和简化。因此,在使用EFCE算法时需要对其局限性和适用范围进行深入的了解和分析。