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第 35卷 　第 4 期 航 空 计 算 技 术 Vo l. 35 No. 4 2005年 12 月 A eronau itical Comp u ter Techn ique D ec. 2005 基于代理模型的气动外形优化 曾会华 余雄庆 (南京航空航天大学 航空宇航学院 ,江苏 南京 2 100 16) 摘 　要 :探讨了一种将 CAD 软件 、CFD 商用软件与代理模型相结合的飞机气动外形优化方法 。重 点介绍建立气动分析代理模型的过程 ,这一过程包括确定设计变量及其取值范围、生成试验设计 点、建立参数化几何模型 、CFD 数值计算 、提取气动特性和构造代理模型 。通过一个简单的机翼气 动外形优化算例验证了这种方法的可行性和有效性 。 关键词 :气动优化 ;飞机设计 ;代理模型 中图分类号 : TP39 1. 7　　　　文献标识码 : A 　　　　文章编号 : 1671 - 654X (2005) 04 - 0084 - 04 引言 将首先阐述气动分析代理模型生成的方法 ,然后用一 个气动外形优化算例验证本文方法的可行性 。 目前 ,在飞机过程设计中广泛应用了计算辅助设 ( ) 计软件 如 CA T IA 和 CFD 商用软件 ,如何在应用这些 商用软件进行外形设计和气动分析基础上 ,实现飞机 1　建立气动分析代理模型 气动外形优化是设计人员所关注的问题 。代理模型技 建立气动分析代理模型的整个流程如图 1所示 。 术为解决这个问题提供了一个可行的途径 。 ( ) 代理模型 Su rrogate Models 是指计算量很小 、但 其计算结果可替代高精度模型的计算结果的分析模 [ 1 ] ( 型 。代 理模 型有 时也被 称 为 元 模 型 M etamod el) [ 2 ] [ 3 ] 。 构造代理模型一般需要三个步骤 :首先用某种方 法产生设计变量的样本点;然后用高精度分析模型对 这些样本点进行分析 ,获得一组输入 /输出的数据 ;最 后用某种拟合方法来拟合这些输入 /输出的样本数据 , 图 1　建立气动分析代理模型的流程图 构造出近似模型 ,并对该近似模型的可信度进行评估 。 1. 1　确定设计变量 ( 代理模型可 以看作是响应面模型 R e spon se Su rface 根据具体的气动设计问题 ,确定对所考察气动特 ) Model 在概念上的拓展 。 在工程优化中 ,为了提高优化设计结果的可信度 , 性影响较大的参数 ,将这些参数设置为设计变量 ,并定 越来越强调采用高精度分析模型 。但如果直接将这些 出设计变量值变化范围的上限和下限。由设计变量所 高精度模型用于优化迭代中 ,会导致计算量过大而难 组成