[发明专利]一种高超声速飞行器多目标气动设计方法

权利要求书

1.一种基于智能优化算法的高超声速飞行器多目标气动设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.给定优化设计对象，包括给定优化设计所需的基准外形，指定设计目标、约束条件、设计工况；对于多目标气动优化设计，需要指定两个以上的设计目标；

S2.采用CFD方法计算基准外形的气动性能；

S3.使用CFD网格划分软件，生成基本外形的表面网格；

S4.根据基本外形的表面网格，采用FFD方法对外形进行参数化，获得优化设计参数；

S5.采用改进的多目标布谷鸟算法对优化设计参数进行优化，寻找最优的Pareto解集；在优化设计过程中，采用面元法与修正牛顿法相结合来估算飞行器的气动性能；

S6.从Pareto解集中选定满足需要的一个或几个最优解，也就是优化外形；

S7.采用CFD方法计算优化外形的气动性能，将基准外形和优化外形的气动性能进行对比，检验优化设计效果。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述设计目标为：升阻比、容积率、阻力系数，约束条件为：升力系数、容积、投影面积，设计工况为高超声速滑翔状态。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述CFD方法具体为：求解雷诺平均N-S方程的方法。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述改进的多目标布谷鸟算法具体包括如下步骤：

(1)初始化鸟巢nest，并计算所有鸟巢的目标函数值及约束值，得到nest旧解；

(2)通过莱维飞行机制生成新的鸟巢new_nest，得到new_nest新解；

(3)计算新鸟巢的目标函数值及约束值；

(4)判断new_nest新解是否支配nest旧解，是，则用new_nest新解替换nest旧解，否，则保留nest旧解；

(5)按Pa概率丢弃部分解，得到新的解集new_nest；

(6)对丢弃之后剩余的解进行非支配排序，保留其中的非劣解进入下次迭代；

(7)返回步骤(2)，若迭代步数达到预设最大值，则算法停止。

5.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，获得的优化设计参数包括为：FFD控制点的坐标。

6.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S6中，满足需要的最优解是指：用户根据自己的需求从最优解集中选取合适的解。