[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

摘要

本发明是一种基于改进并行DE算法的飞行器气动外形优化设计方法，用于飞行器气动外形优化设计。本发明在模式池中集成不同的DE算法模式，扩展了DE模式选择范围，还新增一种动态参数的模式，该模式可对大范围的未知解空间进行更为有效地搜索。在迭代过程中，经过变异操作和交叉操作产生测试向量；把种群中个体编码还原为对应飞行器外形，将CFD计算分析过程引入个体适应度评价阶段，作为对新一代个体进行选择的依据，使得设计结果分析过程与参数修改过程有效结合，缩短了设计周期；经选择操作产生子代群体。鉴于飞行器气动外形设计过程计算量大的特点，本发明引入了并行计算机制，从而大大降低算法运行时间，提高设计效率。

主权项

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。