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国家自然科学基金(11372036)

作品数:10 被引量:163H指数:6
相关作者:刘莉陈鑫刘建龙腾李昱霖更多>>
相关机构:北京理工大学中国空间技术研究院更多>>
发文基金:国家自然科学基金中国航空科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术兵器科学与技术军事一般工业技术更多>>

文献类型

  • 10篇期刊文章
  • 2篇会议论文

领域

  • 10篇航空宇航科学...
  • 1篇一般工业技术
  • 1篇军事
  • 1篇兵器科学与技...

主题

  • 5篇气动
  • 5篇飞行
  • 5篇高超声速
  • 5篇超声速
  • 4篇代理
  • 4篇代理模型
  • 4篇飞行器
  • 3篇气动热
  • 3篇高超声速飞行
  • 3篇超声速飞行
  • 2篇多学科设计优...
  • 2篇模型降阶
  • 2篇降阶
  • 2篇高超声速飞行...
  • 2篇超声速飞行器
  • 1篇对地观测
  • 1篇对地观测卫星
  • 1篇序列二次规划
  • 1篇学科
  • 1篇翼面

机构

  • 8篇北京理工大学
  • 1篇清华大学
  • 1篇教育部
  • 1篇中国空间技术...

作者

  • 7篇刘莉
  • 4篇陈鑫
  • 2篇李昱霖
  • 2篇龙腾
  • 2篇刘建
  • 1篇杨武
  • 1篇王祝
  • 1篇郭晓松
  • 1篇陈余军

传媒

  • 2篇机械工程学报
  • 2篇航空学报
  • 2篇Chines...
  • 1篇北京理工大学...
  • 1篇弹道学报
  • 1篇飞航导弹
  • 1篇Chines...

年份

  • 1篇2019
  • 2篇2018
  • 4篇2016
  • 2篇2015
  • 3篇2014
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
基于约束EGO的对地观测卫星多学科设计优化被引量:4
2018年
在对地观测卫星的总体设计阶段,为提高卫星性能及设计效率,建立以卫星覆盖幅宽和地面分辨率综合指标为目标的数学模型进行优化。考虑轨道、控制、有效载荷、电源以及结构5个分系统的设计变量及约束条件并梳理存在的耦合关系,建立较为详尽的多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)分析模型,并采用定点迭代法进行多学科分析(Multidisciplinary analysis,MDA)。引入自适应罚函数法处理约束条件,提出一种约束高效全局优化算法(C-EGO)。将C-EGO应用于标准工程测试算例,并与遗传算法(Genetic algorithm,GA)和考虑约束的追峰采样算法(Constraint importance mode pursuing sampling,Ci MPS)代理模优化方法的优化结果进行比较,C-EGO显示出较高的优化效率。最后,将C-EGO应用到对地观测卫星的多学科设计优化问题,与遗传算法(GA)和CiMPS相比,C-EGO能够高效地获取满足复杂约束的最优设计方案。研究结果表明C-EGO求解能够较高效地求解对地观测卫星MDO问题,所建立的卫星多学科设计优化模型与提出的高效的C-EGO方法为卫星MDO研究提供了参考。
龙腾刘建陈余军史人赫袁斌刘莉
关键词:对地观测卫星多学科设计优化代理模型自适应罚函数
Adding-Point Strategy for Reduced-Order Hypersonic Aerothermodynamics Modeling Based on Fuzzy Clustering被引量:6
2016年
Reduced order models-ROMs) based on the snapshots on the CFD high-fidelity simulations have been paid great attention recently due to their capability of capturing the features of the complex geometries and flow configurations. To improve the efficiency and precision of the ROMs, it is indispensable to add extra sampling points to the initial snapshots, since the number of sampling points to achieve an adequately accurate ROM is generally unknown in prior, but a large number of initial sampling points reduces the parsimony of the ROMs. A fuzzy-clustering-based adding-point strategy is proposed and the fuzzy clustering acts an indicator of the region in which the precision of ROMs is relatively low. The proposed method is applied to construct the ROMs for the benchmark mathematical examples and a numerical example of hypersonic aerothermodynamics prediction for a typical control surface. The proposed method can achieve a 34.5% improvement on the efficiency than the estimated mean squared error prediction algorithm and shows same-level prediction accuracy.
CHEN XinLIU LiZHOU SidaYUE Zhenjiang
高超声速飞行器气动热结构耦合问题研究被引量:3
2014年
回顾了超声速飞行器发展历程与现状,对近年来国外针对气动-热-结构三学科耦合问题的研究进行了总结归纳;从物理含义出发,分别对各子学科之间的相互耦合关系以及各自的建模方法进行了总结;给出了计算方法和求解思路,总结了国外对于热气动弹性问题的研究进展;最后讨论了真实气体效应对耦合问题的影响。
李昱霖刘莉陈鑫岳振江
关键词:高超声速
高超声速飞行的若干气动问题被引量:24
2015年
转捩、层流流动分离和气动误差带是高超声速飞行需要关注的几个气动问题。转捩与层流流动分离会对飞行器的气动特性产生显著的扰动,且这种扰动存在一定的不确定性;而如何合理地确定飞行器的气动误差带也是高超声速飞行的一个关键。本文主要从工程设计的角度对这些气动问题及其影响进行了论述,提出为满足高超声速飞行的需求,仍应针对所关注的问题发展相关的理论分析与数值模拟技术,进一步提升地面风洞试验的技术水平,并强调了开展相关气动飞行试验的重要性。
余平段毅尘军
关键词:高超声速气动设计转捩
Sequential RBF Surrogate-based Efficient Optimization Method for Engineering Design Problems with Expensive Black-Box Functions被引量:5
2014年
As a promising technique, surrogate-based design and optimization(SBDO) has been widely used in modern engineering design optimizations. Currently, static surrogate-based optimization methods have been successfully applied to expensive optimization problems. However, due to the low efficiency and poor flexibility, static surrogate-based optimization methods are difficult to efficiently solve practical engineering cases. At the aim of enhancing efficiency, a novel surrogate-based efficient optimization method is developed by using sequential radial basis function(SEO-SRBF). Moreover, augmented Lagrangian multiplier method is adopted to solve the problems involving expensive constraints. In order to study the performance of SEO-SRBF, several numerical benchmark functions and engineering problems are solved by SEO-SRBF and other well-known surrogate-based optimization methods including EGO, MPS, and IARSM. The optimal solutions, number of function evaluations, and algorithm execution time are recorded for comparison. The comparison results demonstrate that SEO-SRBF shows satisfactory performance in both optimization efficiency and global convergence capability. The CPU time required for running SEO-SRBF is dramatically less than that of other algorithms. In the torque arm optimization case using FEA simulation, SEO-SRBF further reduces 21% of the material volume compared with the solution from static-RBF subject to the stress constraint. This study provides the efficient strategy to solve expensive constrained optimization problems.
PENG LeiLIU LiLONG TengGUO Xiaosong
关键词:RBF约束优化问题黑盒
基于代理模型的高超声速气动热模型降阶研究被引量:4
2016年
高超声速飞行器气动热的快速准确预测是当前高超声速气动热弹性分析的重要前提.针对当前高超声速气动热工程计算、高精度数值计算和实验研究均不能很好适应工程应用的问题,结合代理模型的基本思想,提出了基于代理模型的高超声速气动热模型降阶方法,建立了一种高超声速气动热模型降阶框架.以典型高超声速三维翼面为例,对比拉丁超立方采样方法lhsdesign函数和改进的逐次枚举的拉丁超立方方法 SLE,利用相同的设计样本点和代理模型构造方法,SLE方法构造的降阶模型预测翼面温度平均误差、L∞和eNRSME均小于lhsdesign方法,SLE采样方法有助于提高降阶模型的精度;对比Kriging和RBF两种代理模型构造方法,Kriging方法构造降阶模型优于RBF方法.针对典型的高超声速三维翼面气动热预测表明,本文高超声速气动热降阶方法具有较高的精度和效率.
陈鑫刘莉岳振江
关键词:高超声速气动热代理模型模型降阶
基于计算试验设计与代理模型的飞行器近似优化策略探讨被引量:67
2016年
现代飞行器设计优化中广泛应用高精度分析模型以提高设计可信度与综合性能,但是也带来了计算复杂性问题。为了有效缓解计算耗时的问题,基于计算试验设计与代理模型的飞行器近似优化策略成为研究热点。近似优化策略通过构造合理的近似模型引导优化过程快速收敛到最优解,从而达到降低计算成本,缩短设计周期的目的。根据广泛的文献调研,对飞行器近似优化策略的发展现状进行详细探讨。给出近似优化策略的定义、求解流程、特点以及关键技术。对计算试验设计方法、代理模型方法、精度校验与代理模型选择方法等技术进行综述。围绕静态与自适应两类近似优化策略,重点讨论典型的代理模型管理与更新策略与收敛准则。针对飞行器多学科设计优化问题,探讨近似优化策略与分解策略在求解效率与收敛性方面的技术特点。通过数值算例对各项关键技术的特点进行较详尽的对比分析与总结,并依托飞行器设计优化工程实例对近似优化策略的综合性能进行探讨,指出不同近似优化策略的适用范围。研究结果表明,飞行器近似优化策略在优化效率、全局收敛性以及鲁棒性等方面体现出较显著的优势,具有良好的工程应用前景。指出飞行器近似优化策略的未来研究方向。
龙腾刘建WANG G Gary刘莉史人赫郭晓松
关键词:飞行器设计代理模型全局优化
基于凸优化的无人机三维避障轨迹规划
针对无人机三维避障轨迹规划问题,建立包括非线性动力学、允许控制、状态边界、障碍规避和终端约束的非凸最优控制模型。利用控制与状态离散化方法,将无限维的非凸最优控制问题参数化为有限维的非凸优化问题。在此基础上,引入序列凸化技...
王祝刘莉温永禄龙腾
关键词:无人机凸优化
文献传递
基于本征正交分解和代理模型的高超声速气动热模型降阶研究被引量:12
2015年
气动热弹性分析是高超声速飞行器设计的关键技术之一。高超声速飞行器气动热的准确快速预测是气动热弹性分析的重要前提。针对当前气动加热工程计算、数值计算和实验研究均不能很好满足设计要求的问题,采用本征正交分解(POD)与代理模型(Surrogate)技术结合的模型降阶(POD-Surrogate)方法,建立了一种快速高效的高超声速气动热降阶模型框架。针对典型高超声速三维翼面气动热预测研究结果表明:当保留的POD基模态个数大于20时,PODKriging方法和POD-RBF(Radial Basis Function)方法的降阶模型得到的翼面温度分布与计算流体力学(CFD)计算温度L∞平均误差分别达到6%和14%,相对均方根误差(NRMSE)平均误差分别达到4%和12%,继续增加POD的基模态并不能提高降阶模型的预测精度;针对高超声速机翼气动热计算,POD-Kriging方法比POD-RBF方法具有更高的精度;针对典型的高超声速三维翼面气动热预测表明:基于POD-Surrogate方法的气动热降阶模型具有较高的精度和效率。
陈鑫刘莉岳振江
关键词:高超声速气动热本征正交分解代理模型降阶模型
Multi-UAV reconnaissance task allocation for heterogeneous targets using an opposition-based genetic algorithm with double-chromosome encoding被引量:33
2018年
This paper presents a novel multiple Unmanned Aerial Vehicles(UAVs) reconnaissance task allocation model for heterogeneous targets and an effective genetic algorithm to optimize UAVs' task sequence. Heterogeneous targets are classified into point targets, line targets and area targets according to features of target geometry and sensor's field of view. Each UAV is regarded as a Dubins vehicle to consider the kinematic constraints. And the objective of task allocation is to minimize the task execution time and UAVs' total consumptions. Then, multi-UAV reconnaissance task allocation is formulated as an extended Multiple Dubins Travelling Salesmen Problem(MDTSP), where visit paths to the heterogeneous targets must meet specific constraints due to the targets' feature. As a complex combinatorial optimization problem, the dimensions of MDTSP are further increased due to the heterogeneity of targets. To efficiently solve this computationally expensive problem, the Opposition-based Genetic Algorithm using Double-chromosomes Encoding and Multiple Mutation Operators(OGA-DEMMO) is developed to improve the population variety for enhancing the global exploration capability. The simulation results demonstrate that OGADEMMO outperforms the ordinary genetic algorithm, ant colony optimization and random search in terms of optimality of the allocation results, especially for large scale reconnaissance task allocation problems.
Zhu WANGLi LIUTeng LONGYonglu WENa
关键词:染色体编码基因算法组合优化问题
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