差分進(jìn)化算法及其在氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、基于CFD的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)已成為當(dāng)前計(jì)算流體力學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，目前已有很多的優(yōu)化方法被成功地應(yīng)用于翼型和機(jī)翼氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，并取得了明顯的效益。為了更好地將氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)用于工程實(shí)踐中，除了要提高流動(dòng)方程求解的精度和效率外，優(yōu)化方法的研究也是一個(gè)關(guān)鍵的方面。傳統(tǒng)的確定性優(yōu)化方法其本質(zhì)決定了優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的局部?jī)?yōu)化特點(diǎn)，而進(jìn)化算法除了具有強(qiáng)的魯棒性和并行性之外，還具有全局性優(yōu)化的特點(diǎn)。這使得進(jìn)化算法在工程優(yōu)化中得到越來越廣泛的應(yīng)用。近年來

2、，一種新的進(jìn)化算法——差分進(jìn)化算法，被各國學(xué)者廣泛關(guān)注。它的主要特點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、收斂速度快，所需領(lǐng)域知識(shí)少。通過大量研究發(fā)現(xiàn)，差分進(jìn)化算法具有很強(qiáng)的收斂能力，比較適合于解決復(fù)雜的優(yōu)化問題。本文著重對(duì)差分進(jìn)化算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，建立了一些適用于氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的差分進(jìn)化優(yōu)化模型，并將其應(yīng)用于翼型和機(jī)翼的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本論文主要完成了以下幾方面的工作： 1.全面地介紹了差分進(jìn)化算法的原理、基本結(jié)構(gòu)、算法特點(diǎn)和擴(kuò)展模式等相關(guān)

3、內(nèi)容；通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的測(cè)試，對(duì)差分進(jìn)化算法的參數(shù)選取問題進(jìn)行了較為深入的研究。 2.將基于二維Euler方程和三維Navier-Stokes方程的流場(chǎng)解算程序與差分進(jìn)化算法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了翼型和機(jī)翼的氣動(dòng)外形優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。與傳統(tǒng)的工程方法和基于勢(shì)流理論的優(yōu)化設(shè)計(jì)相比，獲得了更為準(zhǔn)確地計(jì)算結(jié)果。 3.將Pareto方法與差分進(jìn)化算法結(jié)合起來，形成了Pareto差分進(jìn)化算法，方便高效的用于處理多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。在翼型優(yōu)化設(shè)