摘要：为了对导弹进行多学科设计优化(MDO),建立了包含气动、推进、质量、控制和弹道的多学科分析模型,并采用协作优化对战术导弹多目标多学科设计优化问题进行了表述。针对多目标多学科优化设计问题的计算复杂性,提出了一种新的处理约束多目标优化问题的基于Kriging多目标遗传算法(MOKGA)。MOKGA采用物理规划法将多目标优化转化为单目标优化,然后构建目标函数的考虑约束的EI(Expected Improvement)模型,并采用遗传算法进行求解。将MOKGA与多目标优化算法NSGA-II进行了比较。结果表明,NSGA-II和MOKGA两种算法的优化结果均较初始方案得到明显改进,但MOKGA的精确分析次数较NSGA-II减少了40%,降低了多学科设计优化问题求解过程中的计算复杂性。

摘要：MDOE风洞实验方法能够用相对于传统实验方法更少的吹风次数,获得更高精准度的数据。为了解决现有基于参数模型的MDOE方法获取较强非线性气动规律能力的不足,需要发展基于非参数模型的MDOE方法。本文对基于非参数模型的MDOE的形式实验设计方法进行研究。通过"虚拟"风洞实验的方法,对两种常用的"空间填充设计"——拉丁超立方设计和均匀设计应用于风洞实验的适用性进行对比,并在此基础上发展了几种对均匀设计的优化改进方法,可以进一步提高样本点设计质量,使其满足风洞实验的要求。研究表明:均匀设计较拉丁超立方设计更为稳健、均匀,更适合基于非参数模型的风洞MDOE方法;在均匀设计方法基础上,根据风洞实验的特点发展了优化方法,包括边界点补充、样本点密度调整和重复点设计,能够将已有的"先验信息"应用于实验设计中;所发展的形式实验设计方法所需的测量点要少于OFAT方法的测量点(如示例中所用的测量点数仅为OFAT方法的66.7%),且能够充分和准确地对较剧烈的非线性变化规律进行采样。本文对风洞MDOE的形式实验设计方法的研究结果,为后续发展基于非参数模型的风洞MDOE方法奠定了基础。

摘要：开展了基于现代试验设计方法(MDOE)的亚跨超风洞试验研究,以八号标模尾翼为试验对象研究其气动特性,采用同时改变攻角-侧滑角的多变量方法,而不是传统的单变量(OFAT)方法进行试验。对自变量攻角和侧滑角进行试验设计(DOE),应用响应面法建模,用IV-最优方法对测量点分布进行设计。在FD-12亚跨超风洞完成了试验,并和传统的OFAT方法结果进行比较分析。结果表明:MDOE方法获得的数据和传统的OFAT方法的数据吻合很好;MDOE采集样点数减少了46%,吹风的时间比OFAT减少30%左右,提高了风洞试验效率,缩短了试验周期;MDOE试验方法可以给出设计空间内任意给定自变量对应的响应值及其置信区间。

摘要：高超声速技术项目"Hyper-X"不仅实现了在大气中的高超声速飞行,验证了超声速燃烧与一体化设计的核心原理,而且促进了世界范围高超声速技术的持续发展.分析了Hyper-X在高超声速基础技术和应用技术领域的研究过程,特别是理论计算、地面试验和飞行试验相结合系统解决所面临的主要空气动力学问题的研究特色,尝试在气动研究方法学上归纳整理Hyper-X研究思路和方法,指出所具有的分解与集成、递进与过渡、知识与准则、验证与确认等方法学精髓.还介绍了该方法学在解决吸气式高超声速飞行器主要气动问题方面的一些应用.

摘要：计算气动光学是采用数值计算的方法研究高速空气动力流场对光波传输和光学成像影响的一门交叉学科,在红外成像制导设计等工程应用中发挥着重要的作用。总结了计算气动光学研究的三种基本计算方法,包括基于CFD简化方法的光学统计估算、基于RANS流场的计算和基于LES/DNS瞬态流场的计算,对这三种计算方法的基本理论、计算过程进行了介绍,综述了新近的一些计算气动光学研究进展,最后指出了未来的研究重点和方向。

摘要：简要说明了大型飞机减阻的重要意义,对国内外大型飞机计算流体动力学(CFD)和风洞实验等阻力预示技术进行了初步的评估和分析,重点论述了大型飞机减阻气动布局及装置、减低诱导阻力方法和减低摩阻方法的研究现状和发展趋势,指出中国需要进一步提高CFD和风洞实验阻力预示技术水平,同时加强对气动布局、优化设计以及流动控制等基础科学技术问题的研究．对中国发展大型飞机能起到借鉴和参考的作用．

摘要：根据ＹａｎｇＪＹ的思想构造了一种求解湍流ｋ－ε模型方程的有限差分格式—湍流Ｕ－格式。采用此种方法以及一种完全Ｎ－Ｓ方程解算器对变截面Ｓ形弯曲进气道内部旋涡湍流运动进行了研究，通过大量型号设计与计算证明了本套方法可以正确地描述流场中的分离、二次旋涡等重要物理现象。作为一种特例，本文给出了一种Ｓ形进气道内部流动的数值模拟结果，并与圆截面Ｓ形弯管的计算结果进行了定性比较。

摘要：侧向喷流是导弹在中高空进行姿态控制的重要手段。本文用数值方法求解N-S方程,模拟了二种带侧向喷流控制的喷流与绕流的干扰流场。通过定性流场结构和物面压力分布与实验结果的比较,数值模拟能较好地模拟侧向喷流与外流干扰产生的复杂流场特性。给出了合理的流场结构和干扰气动力特性,表明数值方法可以作为型号侧向喷流控制设计的研究手段。

摘要：对基于响应面法的带喷流激波针参数优化方法进行了研究,优化目标是最佳减阻效果和最小喷流流量,优化参数是激波针长度、喷流出口总压和喷流出口直径,利用响应面模型对设计参数与响应目标的关系进行建模,样本点设计采用了Ⅳ-最优方法,样本点的气动响应通过数值计算得到,最后用期望函数法进行多目标寻优。研究表明:激波针长度、喷流总压和喷流出口直径与阻力呈现2阶或3阶非线性关系,且激波针长度和喷流出口直径耦合效应较强;响应面模型给出了阻力与各设计参数关系的数学表达式,仅用较少的样本点就获得了设计空间内任意参数组合的阻力预测值和置信区间,效率较高;通过响应面法获得了最优参数组合,其阻力预测值与校验结果相比精度较高;响应面法应用于带喷流激波针这类多参数、多目标优化设计问题中,有计算量小、结果可信、实用性强的特点。

摘要：进气道是冲压发动机设计中非常重要的环节,其入口设计会直接影响冲压发动机的总压恢复系数σ和流量系数φ等重要性能。本文采用二阶迎风隐式TVD格式,内外流分区耦合求解可压缩N-S方程,数值模拟了掺混段出口压力与来流压力比为P/P∞=4.2超临界状态下,二元方形截面“X”型布局进气道、弹体和掺混段一体化通气模型复杂流场。计算比较了两种不同二元进气道入口形状流场和冲压发动机总压恢复系数σ、流量系数φ的结果,对其产生的原因进行了分析。