基于工程估算的多目标优化

基于工程估算的多目标优化

论文摘要

飞机总体设计是一个多学科之间相互耦合、不断迭代的过程,各个设计指标间是一个相互约束、相互制约的关系。因此,为了在概念设计阶段对飞机进行优化,以取得全局的最优设计方案,需要进行多目标优化。本文在进行飞机概念设计各学科优化理论的基础上,选取对飞机的重量、气动力、性能、经济性影响较大的飞机初始设计参数,首先对于传统的公式估算法进行精确性的比较,从中综合选取并改进计算方法,然后进行参数化建模,最终形成一套完整的飞机多学科的设计与计算程序,其中包括:重量计算模块、气动力估算模块、性能计算模块、经济性计算模块。这些模块既可以单独的计算,又可以连接遗传算法进行某些目标函数的优化,也可以运用MDO的优化理论,进行多学科设计优化。另外,各模块的计算方法是以工程估算为主,计算方法较简单,原始参数较少,比较容易实现,计算的工作量也大为减少,方便在概念设计阶段对设计参数进行优化时使用。通过对150座级机型的优化计算,所得结果符合实际情况,优于现有机型数据,证明了建模方法的实用性与准确性,适用于飞机概念设计阶段的初始设计参数的多目标优化。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号与标记
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究现状
  • 1.3 本文研究内容
  • 第二章 重量估算
  • 2.1 飞机重量概述
  • 2.2 飞机空重
  • 2.3 飞机任务油重
  • 2.4 飞机最大起飞重量和各阶段飞机重量
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 全机气动力计算
  • 3.1 飞机气动力概述
  • 3.2 升力系数
  • 3.2.1 最大升力系数
  • 3.2.2 起飞最大升力系数
  • 3.2.3 巡航最大升力系数
  • 3.2.4 爬升升力系数
  • 3.3 阻力系数计算
  • 3.3.1 巡航构型下阻力系数
  • 3.3.2 起飞构型下阻力系数
  • 3.3.3 降落构型下阻力系数
  • yα曲线'>3.4 求解Cyα曲线
  • 3.4.1 基本假设
  • 3.4.2 机翼零升攻角计算
  • 3.4.3 机翼的升力线斜率
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 性能计算
  • 4.1 起飞性能
  • 4.1.1 有关起飞的几个速度定义
  • 4.1.2 全发起飞性能
  • 4.1.3 单发失效起飞性能
  • 4.1.4 单发停车中断起飞
  • 4.1.5 起飞场长与起飞时间
  • 4.1.6 起飞性能评价的新思路
  • 4.2 爬升与下滑性能
  • 4.2.1 起飞末段爬升性能
  • 4.2.2 爬升性能
  • 4.2.3 下滑性能
  • 4.2.4 爬升性能评价新思路
  • 4.3 巡航性能
  • 4.3.1 Breguet 方程估算
  • 4.3.2 详细计算
  • 4.4 机动性能
  • 4.4.1 盘旋性能
  • 4.4.2 水平加减速性能
  • 4.5 降落性能
  • 4.5.1 着陆空中段
  • 4.5.2 地面滑跑段
  • 4.5.3 着陆场长
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 直接使用成本计算
  • 5.1 成本的几个基本概念
  • 5.2 国内DOC 计算方法
  • 5.2.1 资本成本
  • 5.2.2 机组费用
  • 5.2.3 机场成本
  • 5.2.4 维护成本
  • 5.2.5 燃油费
  • 5.2.6 总直接使用成本
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 单通道150 座级飞机多目标优化
  • 6.1 多目标优化问题概述
  • 6.2 计算机型的选取
  • 6.3 选取机型的基本参数
  • 6.4 优化参数选取
  • 6.5 单目标优化
  • 6.6 多目标优化
  • 6.7 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
  • 相关论文文献

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