摘要：针对气动优化等昂贵优化问题,提出了一种基于差分进化和RBF响应面的混合优化算法HSADE,该方法结合了差分进化算法的强全局寻优能力和RBF响应面方法的快速局部搜索能力,能够同时有效地提高算法的局部搜索效率和全局寻优能力.对各子算法中的策略和逻辑进行了多项改进,提出和应用了基于双败淘汰赛的竞赛赛制和参数自适应等改进策略.对HSADE使用多个典型算例进行了测试,并横向对比了NSGA-II,MOPSO和多目标差分进化算法.测试结果表明,在大多数问题中HSADE在以世代距离表征的局部搜索效率和以超体积比表征的全局寻优能力两项指标上都优于其他算法,证实了以上混合策略及算法改进的有效性.将该算法应用于一个翼型优化问题和一个二维超声速喷管膨胀面优化问题,并横向对比未经改良的差分进化算法DE和另一种混合算法NARSGA,结果表明在接近1 000次的函数评估下,HSADE能相对其他算法进一步对翼型减阻0.5 count,在喷管优化中HSADE得到的结果也好于其他两种算法,表明该方法具有较强工程应用价值.

摘要：为了提出一种基于多种指标的浮空气囊泄漏检测方法,并能够通过现有实验装置验证其可行性,建立了基于有限元软件CFD的浮空气囊泄漏模型。研究恒温条件下气囊内部气体压强、气体密度随时间的变化情况,得到相应曲线,并模拟恒定温度条件下气囊内外压差随温度变化的情况,将所得到的模拟数据与对应条件下实验测得的数据对比,误差均在5%范围内。说明所创建的浮空气囊泄漏模型可行,据此,可进行更复杂的大气环境条件下的浮空气囊泄漏仿真。

摘要：惯性/卫星组合导航系统结合精密单点定位技术可有效提高导航定位精度。但精密单点定位技术一般需采用双频接收机,成本较高;同时该系统中采用载波相位作为部分或全部观测量,极容易受到周跳的影响而导致精度下降和系统不稳定。针对上述问题,设计了一种惯性/卫星精密定位紧组合导航系统以及基于动态周跳补偿的鲁棒滤波算法。该系统采用低成本的单频接收机(SFGPS),以精密单点定位技术(PPP)处理过的伪距和载波相位作为观测信息,与惯性导航系统(INS)等效观测量进行紧组合,建立了相应紧组合观测模型并引入周跳作为信息融合滤波状态模型中的状态量,以滤波器信息构建周跳检测统计量并对周跳幅值进行识别和估计,实时补偿观测量以提高观测信息精度,同时以前述周跳估计的结果对状态模型中周跳状态量部分滤波参数进行实时调节。上述方法通过动态补偿周跳误差提高导航精度,通过滤波器参数自适应调节提高滤波稳定性。仿真结果验证了该系统模型及算法的有效性。

摘要：针对连续纤维增强金属基复合材料涡轮轴结构力学性能计算及优化设计问题,基于复合材料宏观叠层结构理论及经典层合板理论,开展复合材料涡轮结构力学性能计算。通过建立与试验件相同结构的有限元模型,边界条件及载荷与试验条件完全一致,计算涡轮轴结构节点应变、周向位移响应及其承载能力,并分析轴结构径向截面危险位置。将计算结果与试验结果对比分析,验证涡轮轴结构力学性能计算方法及失效分析的有效性。基于上述研究,建立某型发动机涡轮简化轴结构,采用遗传算法,优化铺层角度、铺层厚度及金属层厚度影响因素,最终在保证轴结构承载能力基础上,达到减重效果。

摘要：针对航空薄壁件厚度小、刚性弱和制造变形易超差等特点,为了优化夹具定位点布局并减小有限元计算成本、提高夹具设计效率,提出一种面向变形控制的曲面薄壁件夹具定位布局优化预测模型。基于"N-2-1"定位原理,以夹具定位点位置作为设计变量,以整体应变能作为定位布局设计的评价指标,采用拉丁超立方设计和有限元分析计算整体应变能并生成有限样本集;通过学习样本集构建基于支持向量回归机的定位布局优化预测模型,得到定位布局方案与整体应变能之间的非线性函数映射关系,并与径向基神经网络进行预测精度对比。以某一飞机的机身薄壁件作为应用实例,验证了所提预测模型的正确性和有效性。

摘要：针对连续纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能预测问题,考虑纤维呈四边形和六角形两种周期性排列方式,基于细观力学有限元方法,建立六种代表体积元(RVE)模型,计算该材料的宏观力学性能参数,并与已有的三种细观力学模型计算结果进行对比分析。在此基础上,以低压涡轮轴为研究对象,将选定的RVE模型预测所得的宏观力学性能参数应用于该纤维增强复合材料轴结构的铺层方案设计中,利用数值模拟方法计算该轴结构在给定弯矩、扭矩作用下的变形量和应力,并分析铺层角度、厚度及铺层顺序对轴结构抗弯、抗扭性能的影响规律。研究发现纤维按某种特定的铺层角度组合铺设,可有效提高轴结构的抗弯、抗扭性能,通过计算分析提出了铺层设计方案。

摘要：针对浮空器气囊在升空过程中辐射热流及对流换热系数的变化对浮空器气囊热特性的影响,提出一种修正对流换热系数的算法。建立了基于有限元软件FLUENT球形浮空气囊模型,以夏至日为例分析球型浮空气囊在升空过程中气囊表面温度场分布的变化情况,得出气囊表面平均温度的变化曲线。仿真结果表明,在气囊升空的过程中,由于辐射、对流换热以及海拔高度等因素的影响,气囊表面温度场分布以及平均温度会发生实时变化,从而影响气囊内部气体密度分布。通过实验间接验证,模型可靠。研究结果对浮空器的设计生产以及升空过程中姿势的调整有一定的指导作用。

摘要：激光金属沉积成形过程中,送粉喷嘴结构参数一定时,载气式同轴送粉喷嘴的粉末流场主要受送粉参数影响如载气速度、送粉量。为了进一步改善现有送粉喷嘴的汇聚性和提高粉末利用率,基于固气两相流数值计算模型,应用FLUENT软件模拟两种因素对同轴送粉喷嘴粉末流场的影响。结果表明:载气流速过小则会导致粉末流汇聚焦点浓度较低;载气速度过大则焦点形状不规则,降低成形表面质量;载气流速过小或者过大都会导致粉末利用率降低。送粉量主要影响粉末流焦点中心的汇聚浓度和粉末流速度以及速度波动。数值计算结果对同轴送粉喷嘴设计和优化激光加工工艺参数具有一定的参考价值。

摘要：能够根据工作环境改变翼面形状的自适应变形能力是未来航空、航天飞行器结构设计追求的重要目标。研究驱动器布局方式以及控制参数的设计技术是实现该目标的关键。以压电纤维复合薄膜(Macro fiber composites,MFC)作为驱动器,研究在一定数量的MFC驱动器条件下,通过驱动器布局与控制参数的协同设计,以实现类翼面平板结构具有理想形状的最优控制设计方法。以驱动器的铺设位置、铺设角度、层数、对称性以及控制电压为设计变量,以驱动器的击穿电压、铺设位置限制等为约束,建立多参数下的协同优化设计模型。数值算例以类机翼平板的弯曲、扭转、弯扭型面作为理想型面,以实际型面与理想型面在81个参考点位置的均方差为评价指标,设计获得弯曲、扭转和弯扭组合型面的均方差分别为9.977×10–5、4.394×10–4和5.308×10–4,实现了较高的变形控制精度。研究了驱动器数量对变形精度的影响,制作了具有6个驱动器的类翼面平板结构测试平台,仿真与试验结果高度吻合,从而验证了所提出的驱动器布局与控制电压协同优化设计模型的有效性和可行性。

摘要：与普通U形和△形科氏质量流量计相比，微弯型科氏质量流量计固有频率更高、相位差更小，测量气-液两相流时误差更大。为此，设计气-液两相流实验方案，采用课题组研制的科氏质量流量变送器进行气-液两相流实验，采用BP人工神经网络对测量误差进行建模，得到误差模型，实现对气-液两相流测量误差的在线实时修正。实验结果表明，当密度降在0％～30％范围内变化时，通过在线修正，气-液两相流测量误差从原来的最大为-50％减小到-5％～3％以内，取得了很好的效果。