基于径向基函数网络的飞机机翼和翼梢小翼外形优化

论文摘要

和一般的飞机相比,水陆两用飞机的长处在于适应性强,在水面和陆地机场都可起降,适用于海上巡逻、反潜、救援和森林灭火等任务。我国的国情是水域和岛屿众多,海岸线长达18000公里,岛屿岸线总长1.4万多公里。在我国,水陆两用飞机的应用前景十分广阔。本文对水陆两用飞机机翼安装翼梢小翼的问题进行了研究。采用构建径向基函数网络(RBFN)的方法来对机翼和翼梢小翼的外形参数进行优化求解,主要分为以下四个步骤:第一,选定机翼和翼梢小翼的外形参数,利用改进的随机取点法选取输入样本点,建立基于径向基函数的机翼和翼梢小翼的近似模型。第二,设计了径向基函数输入样本点的迭代方法,构造了径向基函数优化网络。第三,对不同输入样本数量条件下的优化网络的优化性能进行了简单分析,为实例的优化提供了参考依据。最后针对本文的实例,目标函数为机翼诱导阻力最小,分别结合拟牛顿法和序列二次规划法,对有/无翼根弯矩约束的两种情况,进行了优化求解,取得满意的优化效果。计算结果表明,径向基函数网络方法在多变量函数拟合方面有着良好的性能,为工程应用提供一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 水陆两用飞机
• 1.1.1 水陆两用飞机的历史
• 1.1.2 水陆两用飞机的特点
• 1.1.3 水陆两用飞机的发展前景
• 1.2 翼梢减阻装置的研究
• 1.2.1 飞机的飞行阻力
• 1.2.2 机翼翼梢减阻装置
• 1.3 目前世界上解决空气气动设计的方法
• 1.4 径向基函数优化方法
• 1.5 本文的工作
• 第二章 基于AVL 软件的机翼气动计算
• 2.1 AVL 软件的计算方法
• 2.1.1 低速升力面的气动分析模型—涡格法
• 2.2 水陆两用飞机机翼的气动计算
• 2.2.1 机翼翼型的气动特性计算
• 2.2.2 机翼气动性能的计算
• 第三章 径向基函数网络
• 3.1 RBF 网络的基本理论
• 3.1.1 RBF 网络的发展历程
• 3.1.2 RBF 网络的结构与特点
• 3.1.3 RBF 网络和BP 网络的比较
• 3.2 RBF 网络的学习算法
• 3.2.1 随机算法选取RBF 中心
• 3.2.2 基于聚类的方法
• 3.2.3 监督学习方法
• 3.2.4 RBFN-OLSR 方法
• 3.2.5 基于进化优化（ESA）的方法
• 3.3 RBFN 模型的建立和优化
• 3.3.1 RBF 的建立
• 3.3.2 RBFN 的优化过程设计
• 3.4 径向基网络优化性能分析
• 3.4.1 优化结果在不同输入样本数量下的表现
• 3.4.2 不同输入样本数量下的网络性能对比分析
• 第四章 带翼梢小翼机翼的外形优化设计
• 4.1 机翼和翼梢小翼优化参数的选择
• 4.1.1 影响翼梢小翼设计的因素
• 4.1.2 主机翼外形参数的选择
• 4.1.3 翼尖小翼参数的选取
• 4.2 计算结果
• 4.2.1 不考虑翼根弯矩约束的优化模型
• 4.3.2 考虑翼根弯矩的优化模型
• 4.3 优化结果性能分析
• 4.4 优化结果总结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文