[发明专利]一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统

说明书

本发明提供了一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统，该方法包括：对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。本发明实现了管道运输工具多学科设计优化建模，建立了系统的多学科设计优化模型，实现了管道运输工具的总体参数设计，优化效果显著。

技术领域

本发明涉及计算机软件设计技术领域，尤其涉及一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，各种交通工具的当前效力已经不能满足人们的特殊需求。目前，一种新的交通工具“管道运输工具”已经受到越来越多的关注，“管道运输工具”即低真空管道里的悬浮列车(磁悬浮+低真空模式)，相比传统高铁，高速管道运输工具运行速度提升了4-10倍；相比现有民航客机，速度提升了2-5倍，是人类对交通工具速度极致追求的一大进步。在“管道运输工具”的研发实现过程中，管道运输工具多学科设计优化建模，是高速管道运输工具项目建设的重要基础。因此，如何实现管道运输工具多学科设计优化建模具有重要意义。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统。

本发明的一个方面，提供了一种管道运输工具多学科设计优化建模方法，包括：

对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；

分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；

采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。

优选的，所述对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，包括：

将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；

构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型。

优选的，所述构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型，包括：

根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；

根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；

根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。

优选的，所述构建气动子学科的气动模型，包括：

获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；

对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；

将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；

根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。

优选的，所述根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，包括：

根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；