差分進化算法及其在氣動優(yōu)化設計中的應用.pdf

1、基于CFD的氣動優(yōu)化設計已成為當前計算流體力學研究的一個重要領域，目前已有很多的優(yōu)化方法被成功地應用于翼型和機翼氣動外形設計，并取得了明顯的效益。為了更好地將氣動優(yōu)化設計運用于工程實踐中，除了要提高流動方程求解的精度和效率外，優(yōu)化方法的研究也是一個關鍵的方面。傳統(tǒng)的確定性優(yōu)化方法其本質決定了優(yōu)化設計結果的局部優(yōu)化特點，而進化算法除了具有強的魯棒性和并行性之外，還具有全局性優(yōu)化的特點。這使得進化算法在工程優(yōu)化中得到越來越廣泛的應用。近年來

2、，一種新的進化算法——差分進化算法，被各國學者廣泛關注。它的主要特點是算法簡單、收斂速度快，所需領域知識少。通過大量研究發(fā)現(xiàn)，差分進化算法具有很強的收斂能力，比較適合于解決復雜的優(yōu)化問題。本文著重對差分進化算法進行研究和改進，建立了一些適用于氣動優(yōu)化設計的差分進化優(yōu)化模型，并將其應用于翼型和機翼的氣動優(yōu)化設計。 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化算法的原理、基本結構、算法特點和擴展模式等相關

3、內容；通過對標準函數(shù)的測試，對差分進化算法的參數(shù)選取問題進行了較為深入的研究。 2.將基于二維Euler方程和三維Navier-Stokes方程的流場解算程序與差分進化算法相結合實現(xiàn)了翼型和機翼的氣動外形優(yōu)化設計計算。與傳統(tǒng)的工程方法和基于勢流理論的優(yōu)化設計相比，獲得了更為準確地計算結果。 3.將Pareto方法與差分進化算法結合起來，形成了Pareto差分進化算法，方便高效的用于處理多目標優(yōu)化設計問題。在翼型優(yōu)化設