高超聲速飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化理論及應(yīng)用

目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 /1
1.1 背景與意義 /1
1.2 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的定義與描述 /4
1.2.1 飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的定義 /4
1.2.2 飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的系統(tǒng)學(xué)描述 /5
1.3 飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化若干關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /7
1.3.1 飛行器總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù) /7
1.3.2 參數(shù)化建模技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /8
1.3.3 靈敏度分析技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /13
1.3.4 近似策略的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /17
1.3.5 搜索策略的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /19
1.3.6 優(yōu)化過程的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 /22
1.4 本書主要思路及內(nèi)容 /25
第2章 面向飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的參數(shù)化建模技術(shù) /29
2.1 基于CST方法的翼型參數(shù)化建模 /29
2.1.1 CST方法翼型擬合精度分析 /33
2.1.2 CST方法的改進(jìn) /36
2.2 三維CST參數(shù)化建模方法的改進(jìn)與應(yīng)用 /37
2.2.1 CST參數(shù)化建模方法的三維擴(kuò)充 /37
2.2.2 三維CST方法的改進(jìn) /38
2.2.3 高超聲速滑翔飛行器參數(shù)化模型 /40
2.3 自由網(wǎng)格變形(FFD)參數(shù)化建模技術(shù) /41
2.4 本章小結(jié) /44
第3章 面向飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的廣義靈敏度分析技術(shù) /45
3.1 廣義靈敏度概念研究 /46
3.2 連續(xù)變量的學(xué)科靈敏度分析方法 /46
3.2.1 有限差分方法 /46
3.2.2 自動微分方法 /47
3.2.3 復(fù)變量方法 /50
3.3 離散變量的學(xué)科靈敏度分析方法 /51
3.3.1 改進(jìn)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 /51
3.3.2 改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 /52
3.4 系統(tǒng)靈敏度分析方法 /62
3.4.1 優(yōu)靈敏度分析方法 /63
3.4.2 全局靈敏度方程方法 /65
3.5 廣義靈敏度分析軟件包 /70
3.6 本章小結(jié) /73
第4章 面向飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的近似策略 /74
4.1 累積近似策略 /75
4.1.1 中范圍近似函數(shù)的構(gòu)造 /75
4.1.2 累積近似函數(shù)的構(gòu)造 /82
4.1.3 MTPACA策略的有效性驗(yàn)證 /85
4.1.4 MTPACA策略在超燃沖壓發(fā)動機(jī)尾噴管建模中的應(yīng)用 /94
4.2 一種新的有噪聲時(shí)Kriging模型預(yù)估方差表達(dá)式 /96
4.2.1 Kriging模型的噪聲 /96
4.2.2 N-Kriging模型預(yù)估方差分析 /98
4.2.3 N-Kriging模型預(yù)估方差測試 /101
4.3 本章小結(jié) /107
第5章 基于廣義靈敏度的搜索策略 /109
5.1 基于復(fù)變量方法的廣義既約梯度法 /109
5.1.1 基本原理 /110
5.1.2 CVMGRG算法的有效性驗(yàn)證 /113
5.2 基于廣義靈敏度的混合變量優(yōu)化算法 /117
5.2.1 基于廣義靈敏度的搜索迭代法 /117
5.2.2 離散單位鄰域內(nèi)查點(diǎn)技術(shù) /120
5.2.3 算法設(shè)計(jì) /120
5.2.4 GSBMVO算法的有效性驗(yàn)證 /121
5.3 本章小結(jié) /124
第6章 面向飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的優(yōu)化過程 /125
6.1 兩極優(yōu)化算法理論 /125
6.1.1 兩極優(yōu)化算法的想法 /125
6.1.2 Householder變換 /128
6.1.3 兩極優(yōu)化算法流程 /129
6.1.4 算例測試 /130
6.1.5 優(yōu)化效率的影響因素及改善 /135
6.2 基于廣義靈敏度的并行子空間優(yōu)化過程 /137
6.2.1 并行子空間優(yōu)化過程簡介 /137
6.2.2 并行子空間優(yōu)化過程的改進(jìn)方案 /140
6.2.3 基于廣義靈敏度的并行子空間優(yōu)化過程 /146
6.2.4 GSBCSO過程的有效性驗(yàn)證 /150
6.2.5 本節(jié)小結(jié) /157
6.3 協(xié)同優(yōu)化過程研究 /158
6.3.1 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同優(yōu)化過程 /158
6.3.2 基于響應(yīng)面的協(xié)同優(yōu)化過程 /160
6.4 BLISS優(yōu)化過程及其改進(jìn)研究 /162
6.4.1 BLISS優(yōu)化過程簡介 /162
6.4.2 BLISS 2000優(yōu)化過程簡介 /166
6.4.3 EBLISS 2000優(yōu)化過程 /168
6.5 本章小結(jié) /185
第7章 基于GBLISS 2000的機(jī)翼氣動彈性問題研究 187
7.1 機(jī)翼靜氣動彈性 /187
7.1.1 原理與方法 /187
7.1.2 機(jī)翼氣動計(jì)算模型 /189
7.1.3 機(jī)翼結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 /193
7.1.4 靜氣動彈性試算 /196
7.2 基于GBLISS 2000的機(jī)翼靜氣彈優(yōu)化 /199
7.2.1 機(jī)翼靜氣彈GBLISS 2000表述與流程 /199
7.2.2 機(jī)翼靜氣彈GBLISS 2000求解 /202
7.3 本章小結(jié) /209
第8章 天對地再入飛行器總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 /211
8.1 EXPERT構(gòu)型 /211
8.1.1 概述 /211
8.1.2 約束需求 /212
8.2 非規(guī)則六面體FFD參數(shù)化技術(shù) /214
8.2.1 Bernstein基函數(shù)邊界特征 /214
8.2.2 EXPERT構(gòu)型的非規(guī)則形態(tài)FFD參數(shù)化設(shè)計(jì) /215
8.2.3 局部坐標(biāo)反算方法 /216
8.3 代理模型核函數(shù)測試 /218
8.4 天對地再入飛行器多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究 /221
8.4.1 初始多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果分析 /221
8.4.2 代理模型與優(yōu)化算法的混合策略研究 /224
8.4.3 改進(jìn)的多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果分析 /225
8.4.4 進(jìn)化控制效果分析 /229
8.5 本章小結(jié) /231
第9章 可重復(fù)使用運(yùn)載器總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 /232
9.1 可重復(fù)使用運(yùn)載器的幾何外形建模 /232
9.1.1 幾何參數(shù) /232
9.1.2 參數(shù)化建模 /233
9.2 可重復(fù)使用運(yùn)載器的氣動學(xué)科建模 /234
9.2.1 Cart3D在氣動建模中的應(yīng)用 /234
9.2.2 N-Kriging模型氣動建模 /238
9.2.3 標(biāo)準(zhǔn)大氣模型 /240
9.3 可重復(fù)使用運(yùn)載器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度建模 /242
9.3.1 機(jī)翼氣動力建模 /242
9.3.2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 /243
9.4 可重復(fù)使用運(yùn)載器的彈道學(xué)科建模 /244
9.5 可重復(fù)使用運(yùn)載器的質(zhì)量學(xué)科建模 /245
9.6 可重復(fù)使用運(yùn)載器的控制學(xué)科建模 /246
9.7 可重復(fù)使用運(yùn)載器總體方案多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化研究 /247
9.7.1 可重復(fù)使用運(yùn)載器基準(zhǔn)方案性能分析 /247
9.7.2 可重復(fù)使用運(yùn)載器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化問題的設(shè)定 /249
9.7.3 可重復(fù)使用運(yùn)載器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果 /252
9.8 本章小結(jié) /255
第10章 吸氣式高超聲速飛行器總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 256
10.1 高超聲速飛行器學(xué)科分析模型 /258
10.1.1 助推器設(shè)計(jì)模型 /258
10.1.2 推進(jìn)學(xué)科分析模型 /259
10.1.3 氣動力分析模型 /262
10.1.4 質(zhì)量分析模型 /264
10.1.5 彈道分析模型 /265
10.2 高超聲速飛行器基準(zhǔn)方案設(shè)計(jì)與分析 /266
10.3 高超聲速飛行器基準(zhǔn)方案優(yōu)化 /268
10.3.1 優(yōu)化模型 /268
10.3.2 基于MDF過程的高超聲速飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 /269
10.3.3 基于GSBCSO過程的高超聲速飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 /272
10.4 本章小結(jié) /276
參考文獻(xiàn) 278