本書系統(tǒng)總結和梳理了優(yōu)化設計體系各個環(huán)節(jié)面臨的基礎科學問題、關鍵技術以及實際工程應用的需求，介紹了飛行器氣動外形數(shù)值優(yōu)化體系的基本要素、飛行器氣動外形多目標/多學科優(yōu)化、飛行器氣動不確定性分析與穩(wěn)健設計優(yōu)化，并重點介紹了基于伴隨方程體系的氣動綜合優(yōu)化。為從事飛行器氣動綜合設計與優(yōu)化工作的研究人員提供了理論研究和工程實際上的指導，對發(fā)展先進、高效率優(yōu)化設計軟件，把握氣動綜合設計技術的發(fā)展方向提供了有價值的參考。
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目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 學科分析與代理模型 1
1.2 參數(shù)化建模 4
1.3 網(wǎng)格重構技術 5
1.4 最優(yōu)化算法/約束處理 5
1.5 靈敏度分析方法 7
1.6 不確定性優(yōu)化設計 8
1.7 目標函數(shù) 9
參考文獻 10
第2章 飛行器氣動外形數(shù)值優(yōu)化體系基本要素 17
2.1 最優(yōu)化算法 17
2.1.1 非梯度類算法 17
2.1.2 梯度優(yōu)化算法 18
2.1.3 無約束優(yōu)化求解算法 19
2.1.4 帶約束優(yōu)化求解算法 21
2.2 約束處理方式 25
2.2.1 外罰函數(shù)法 25
2.2.2 障礙函數(shù)法 26
2.2.3 乘子法 27
2.3 幾何外形參數(shù)化建模 28
2.3.1 剖面參數(shù)化建模方法 28
2.3.2 曲面參數(shù)化建模方法 30
2.3.3 基于FFD方法的參數(shù)化建模方法 32
2.4 典型網(wǎng)格變形技術 34
2.4.1 線彈性體變形網(wǎng)格技術 34
2.4.2 RBF-TFI變形網(wǎng)格技術 36
2.4.3 徑向基函數(shù)貪婪法變形網(wǎng)格技術 39
2.4.4 四元數(shù)變形網(wǎng)格技術及其改進 45
2.4.5 對象分類多算法融合 51
參考文獻 55
第3章 飛行器氣動外形多目標/多學科優(yōu)化 58
3.1 多目標優(yōu)化算法 58
3.1.1 多目標優(yōu)化問題 58
3.1.2 多目標優(yōu)化標量化處理方法 59
3.1.3 基于Pareto的多目標優(yōu)化方法 61
3.2 基于代理模型的高維設計變量優(yōu)化 66
3.2.1 高維設計變量問題 67
3.2.2 設計變量對代理模型精度的影響 68
3.2.3 分區(qū)協(xié)同優(yōu)化 75
3.2.4 常用的降維方法 86
3.2.5 基于POD的降維優(yōu)化 89
3.2.6 基于深度學習的幾何過濾算法 99
3.2.7 基于GTM算法的降維優(yōu)化 104
3.3 基于數(shù)據(jù)重構的反設計技術 108
3.4 高維目標空間處理 121
3.4.1 目標維度災難 121
3.4.2 分層多級約束優(yōu)化 124
3.4.3 高維多目標粒子群優(yōu)化算法 128
3.4.4 旋翼翼型高維多目標設計 129
3.4.5 戰(zhàn)斗機翼型設計 143
3.5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)挖掘 149
3.5.1 SOM神經(jīng)網(wǎng)格技術 150
3.5.2 多目標優(yōu)化分析 151
3.6 氣動多學科設計 155
3.6.1 多學科設計模型 156
3.6.2 多學科處理 156
3.6.3 并行子空間優(yōu)化 157
3.6.4 基于并行子空間方法的高超聲速飛行器設計 158
參考文獻 164
第4章 飛行器氣動不確定性分析與穩(wěn)健設計優(yōu)化 167
4.1 不確定性建模、分析理論與方法 168
4.1.1 不確定性的識別和分類 168
4.1.2 不確定性描述和表征 169
4.1.3 敏感性分析理論與方法 172
4.1.4 不確定性分析理論與方法 174
4.2 穩(wěn)健性評價理論與方法 204
4.3 基于不確定性的設計優(yōu)化 208
4.3.1 穩(wěn)健性設計優(yōu)化方法 210
4.3.2 穩(wěn)健性設計優(yōu)化應用 212
參考文獻 227
第5章 基于伴隨方程體系的氣動綜合優(yōu)化 232
5.1 離散伴隨方程求解梯度基本原理 232
5.2 流場伴隨方程的構建及靈敏度求解 233
5.3 跨學科耦合伴隨方程基本架構 257
5.4 跨學科耦合伴隨方程典型場景 259
5.4.1 氣動隱身“耦合”伴隨方程 259
5.4.2 氣動結構耦合伴隨方程 273
5.4.3 流場聲爆耦合伴隨方程 286
參考文獻 301
第6章 結束語 305
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