[发明专利]基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法

权利要求书

1.基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.对汽车初始模型进行CFD仿真计算，获得初始模型风阻系数计算值；

B.选取设计变量并确定设计变量的变化范围；

C.基于初始模型构建参数化模型；

D.选取样本点，并存入样本点数据库中；

E.基于参数化模型计算样本点对应的风阻系数计算值，并存入样本点数据库中；

F.判断是否需要对设计变量进行筛选，如果需要，则依据样本点及对应的风阻系数计算值进行灵敏度分析，筛选出对风阻系数影响程度超过一定阈值的设计变量，重新选取样本点并计算样本点对应的风阻系数值，更新样本点数据库；

G.基于样本点数据库构建代理模型；

H.利用优化算法对代理模型进行优化获得优化解和优化值；

I.基于参数化模型计算优化解对应的风阻系数计算值；

J.计算优化解与样本点之间的距离，选择最小距离最大的优化解及对应的风阻系数计算值作为增加点一，将增加点一加入样本点数据库；

K.计算剩余优化解对应的风阻系数计算值与样本点对应的风阻系数计算值间差值的绝对值，选择最小绝对值最大的优化解及对应的风阻系数计算值作为增加点二，将增加点二加入样本点数据库；

L.计算最小风阻系数计算值与对应优化值间的误差，若误差满足预先设定的精度要求，则基于参数化模型输出对应的网格模型及风阻系数计算值，汽车风阻系数优化结束；若误差不满足预先设定的精度要求，则基于加点后的样本点数据库重新构建代理模型，重复步骤G至步骤L，直至最小风阻系数计算值与对应优化值间的误差满足预先设定的精度要求。

2.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于，所述步骤B的具体过程如下：根据步骤A中得到的初始模型CFD仿真计算结果，分析车身表面压力分布、周围流场速度矢量分布及湍流动能分布，选取设计变量并跟据设计要求确定设计变量的变化范围。

3.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于，所述步骤C中的具体过程如下：将初始模型导入网格变形软件中，在设计变量对应的区域创建控制体，将设计变量与控制点关联，通过改变设计变量的值移动控制点实现网格变形，得到网格参数化模型。

4.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤D中依据设计变量的数量N₀确定样本点的数量A₀，设置设计变量的变化范围及样本点的数量，通过拉丁超立方法选取样本点，将样本点数据存入样本点数据库中，其中，样本点的数量A₀与设计变量的数量N₀关系如下，

A₀＝5*N₀。

5.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤E中基于参数化模型获得样本点对应的网格模型，将网格模型进行CFD仿真计算，得到样本点对应的风阻系数计算值，将样本点对应的风阻系数计算值存入样本点数据库中。

6.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤G中依据样本点数据库中的样本点及对应的风阻系数计算值，分别构建MLS模型、RBF模型和HK模型。

7.根据权利要求6所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤H中分别采用ARSM算法、MFD算法和GA算法依次对步骤G中的3个代理模型进行优化分析，得到9个包含优化解和优化值的优化方案，去除重复的优化方案。

8.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤J中若有多个优化解与样本点之间的最小距离同为最大，则选择对应的风阻系数计算值与样本点对应的风阻系数计算值间差值的最小绝对值大的作为增加点一。

9.根据权利要求1所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，其特征在于：所述步骤K中若有多个优化解对应的风阻系数计算值与样本点对应的风阻系数计算值间差值的最小绝对值同为最大，则选择对应的优化解与样本点之间的最小距离大的作为增加点二。