[发明专利]基于改进并行DE算法的飞行器气动外形优化设计方法

权利要求书

1.一种基于改进并行DE算法的飞行器气动外形优化设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一：根据飞行器气动外形的性能指标和设计要求，设定优化变量及变量对应范围；

步骤二：在模式池中选取差分进化的模式；

步骤三：产生初始种群；

步骤四：对种群个体进行适应度评估；

步骤五：根据选定的模式对种群进行变异操作；

步骤六：根据选定的模式对种群进行交叉操作；

步骤七：对生成的子代个体采用并行化操作进行适应度评估；

步骤八：对子代和父代进行选择操作，将两代中对应的个体进行比较，选取适应度较好的个体作为新一代种群的成员；

步骤九：根据预先设定的终止条件和当前状态决定是否终止进化过程，若终止条件满足，退出进化，转到步骤十；否则，转向步骤五；

步骤十：输出并显示最优结果；

所述的步骤四和步骤七中，进行适应度评估的方法是：首先，获得种群个体对应的优化变量的实际数值，由优化变量的数值通过飞行器几何建模技术获取对应的飞行器几何外形；然后，将获取的飞行器几何外形经CFD分析程序的网格划分、仿真计算后获得量化的性能指标，所获得的性能指标越好，则表示所对应的优化变量的适应度越好，CFD表示计算流体动力学。

2.根据权利要求1所述的飞行器气动外形优化设计方法，其特征在于，所述的步骤二中模式池中的各差分进化的模式以DE/a/b/c的形式描述；其中，DE是差分进化的缩写，a指当前被变异的向量是种群中“随机的”还是“最佳的”个体；b是所利用的差向量的个数，取值限于1和2；c指示交叉程序的操作方法。

3.根据权利要求1所述的飞行器气动外形优化设计方法，其特征在于，步骤二中所述的模式池中集成了一种动态参数新模式，在该模式下，第G+1代的变异向量v_i,G+1由以下公式生成：

v_i,G+1＝x_i,G+F(x_best,G-x_i,G)+l(x_r1,G-x_r2,G)

其中，v_i,G表示第G代的第i个个体，x_best,G表示第G代的最优个体，x_r1,G,x_r2,G表示从当前G代中随机选择的两个不同个体，第一个变异因子F为常量，第二个变异因子l服从Lévy分布。

4.根据权利要求3所述的飞行器气动外形优化设计方法，其特征在于，所述的第二个变异因子l，实际实现时由Mantegna提出的近似算法产生，表示为：变量x和y相互独立且都服从正态分布，

其中，σ_y＝1，0＜α＜2用于控制分布形状。

5.根据权利要求3或4所述的飞行器气动外形优化设计方法，其特征在于，所述的第一个变异因子F设置为0.3，Lévy分布中控制分布形状的参数α设置为1.5。