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基于伴随方法的机翼多设计点气动反设计方法
  • ISSN号:1671-654X
  • 期刊名称:《航空计算技术》
  • 时间:0
  • 分类:V211.4[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:西北工业大学翼型叶栅国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(11272263);中央高校基本科研业务费专项资金(310201401JCQ01017)
中文摘要:

Kriging代理模型中引入梯度信息能够提高模型的预测精度,但常规耦合梯度的方法都有不足之处。本文结合分级Kriging模型,提出了一种变可信度分级Kriging模型耦合梯度(GEHK)信息的新方法。首先利用梯度信息,选取扰动步长得到初始样本点附近的派生点,以派生点拟合出能够预测目标函数趋势的低精度Kriging模型。然后以初始样本点修正该模型得到高精度的Kriging模型。翼型减阻优化设计算例表明,与常规耦合梯度的Kriging模型相比,基于分级Kriging的梯度耦合方法对于扰动步长引入的误差不敏感,明显提高了模型预测精度,优化效率因此提升并使得目标函数值下降得更加迅速。相比Euler解作为低精度数据的常规分级Kriging模型,由梯度信息得到的派生点为模型提供了更准确的全局趋势预测,取得了更好的优化结果。本文方法成功应用于翼型多点减阻优化问题,说明该方法对复杂设计问题有很好的适应性。基于分级Kriging模型的耦合梯度方法克服了常规方法的缺点,提高了模型全局拟合精度,是一种优化效率更高的Kriging方法。

英文摘要:

It is well-known that the accuracy of Kriging model can be improved when the gradients of objective function areinvolved in the model. But ordinary methods have some defects. A new method combining gradients with hierarchical Kriging(Gradient Enhanced Hierarchical Kriging, GEHK) model is developed in this paper. New samples are derived by Taylor ap-proximation using gradients and selected steps. Then a low-fidelity Kriging model is built using derived samples. Finally, ahigh-fidelity model is obtained by adjusting the low-fidelity Kriging with initial samples. Optimization cases of airfoils haveproved that the gradient-based GEHK is not sensitive to derived steps and the accuracy of prediction is enhanced. Takingthis advantage, GEHK is more efficient than indirect Kriging and performs better in aerodynamic optimization and gets a bet-ter result. Compared with standard hierarchical Kriging model, using Euler solutions as low-fidelity data, derived samplesprovide a better global prediction for building Kriging model and thus GEHK obtains better results. GEHK model has beensuccessfully used in a multipoint drag reduction case, which indicates its ability in complicated design cases. The new meth-od has overcome limitations of traditional gradient-based Kriging model and the prediction accuracy of the model can be improved globally. The optimization is more efficient employing the proposed model.

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期刊信息
  • 《航空计算技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航空工业集团公司
  • 主办单位:中国航空工业集团公司第六三一研究所
  • 主编:牛文生
  • 地址:西安市太白北路156号
  • 邮编:710068
  • 邮箱:act631@163.com
  • 电话:029-88151098
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-654X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1276/TP
  • 邮发代号:52-79
  • 获奖情况:
  • 中国航空工业集团公司优秀科技期刊,陕西省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊
  • 被引量:5471