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基于改进型Kriging-HDMR的翼身融合水下滑翔机外形优化设计
标题：基于改进型Kriging-HDMR的翼身融合水下滑翔机外形优化设计
摘要：
水下滑翔机是一种具有广泛应用前景的无人水下平台，在海洋勘测、资源探测、环境监测等领域具有重要的作用。本文旨在通过改进型Kriging-HDMR方法对水下滑翔机的外形进行优化设计，提高其运动性能和水下操纵能力。首先，基于目标函数和约束条件的设定，建立起优化设计问题的数学模型。其次，采用改进型Kriging模型对目标函数和约束条件进行建模，以准确地描述其非线性关系。然后，利用HDMR方法分析目标函数和约束条件之间的高次非线性关系，以确定重要的输入参数和其相互作用。最后，通过改进型Kriging-HDMR方法进行优化设计，得到最佳的水下滑翔机外形。
关键词：水下滑翔机，外形优化设计，Kriging模型，HDMR方法
1.引言
水下滑翔机是一种具有自主潜浮能力的水下无人平台，能够利用翼身融合的设计，在水下进行高效的滑翔运动。其外形设计直接影响其运动性能和水下操纵能力。因此，对水下滑翔机外形的优化设计具有重要的意义。
2.优化设计问题的数学模型
优化设计问题可以描述为目标函数的最小化和一系列约束条件。在本文中，我们以水下滑翔机的阻力系数最小化为目标函数，考虑到外形的稳定性、安全性等约束条件。通过将目标函数和约束条件数学建模，可以得到优化设计问题的数学模型。
3.改进型Kriging模型
Kriging模型是一种基于高斯过程的插值方法，可以通过已知数据点的插值来估计未知位置的数值。在本文中，我们结合了改进型Kriging模型，利用已知的目标函数和约束条件的数据点，对其进行插值建模。改进型Kriging模型可以有效地拟合非线性关系，以准确地描述目标函数和约束条件。
4.HDMR方法分析高次非线性关系
HDMR方法是一种用于分析目标函数和约束条件之间高次非线性关系的方法。通过将目标函数和约束条件展开成一组基函数的线性组合，可以分析出各个输入参数和其相互作用的贡献程度。通过HDMR方法，可以确定出影响水下滑翔机外形优化设计的重要参数，进而指导优化设计过程。
5.改进型Kriging-HDMR方法进行优化设计
通过将改进型Kriging模型和HDMR方法相结合，可以实现水下滑翔机外形的优化设计。首先，利用改进型Kriging模型拟合目标函数和约束条件的数据点，得到其更准确的描述。然后，通过HDMR方法分析目标函数和约束条件之间的高次非线性关系，确定重要的输入参数和其相互作用。最后，通过改进型Kriging模型和HDMR方法的迭代优化，得到最佳的水下滑翔机外形。
6.结论
通过改进型Kriging-HDMR方法的应用，可以实现水下滑翔机外形的优化设计。该方法能够准确地描述目标函数和约束条件的非线性关系，确定出重要的输入参数和其相互作用，指导优化设计过程，提高水下滑翔机的运动性能和水下操纵能力。
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