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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于深度学习和MOEA/D的高升力翼型气动优化设计
  • 作者

    沈永强 王菡 向纪鑫 李志强

  • 单位

    太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学航空航天学院

  • 摘要
    【目的】针对翼型优化气动参数间性能冲突问题,提出一种基于深度学习和MOEA/D相结合的混合优化模型,将卷积神经网络、遗传算法内插到MOEA/D框架之中,用于权衡各目标函数之间的相关性和复杂度。【方法】首先,尝试将深度学习方法作为常规流体力学分析方法的补充,建立高可信度的翼型气动特性CNN响应预测模型,用于快速评估翼型的气动参数;然后将响应模型、遗传算子内插到MOEA/D框架之中,构建基于MOEA/D的多目标混合优化模型,并以NACA某5位数高升力翼型巡航工况下的升阻比和力矩系数为优化目标,对其进行测试。【结果】结果表明:利用该混合模型可以高效地在设计空间内获得连续的Pareto前沿解,最后对获得的Pareto前沿面翼型进行气动性能和流场结构分析,研究不同翼型构型在前沿面的分布规律,进一步指导设计者在翼型选型中挖掘潜在的基础翼型。
  • 关键词

    气动优化混合方法MOEA/DCNNCFD

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金青年项目资助项目(12102290);山西省关键核心技术和共性技术研发攻关专项(2020XXX017);
  • 文章目录

    1 深度学习模型
    1.1 构建卷积神经网络
    1.2 训练样本准备
    1.3 气动计算
    1.4 模型训练结果
    2 基于MOEA/D多目标混合优化模型
    2.1 MOEA/D算法
    2.2 优化目标和约束
    2.3 优化结果
    2.4 Pareto解集验证与分析
    2.4.1 气动特性分布
    2.4.2 流场结构
    3 结论
  • DOI
  • 引用格式
    [1]沈永强,王菡,向纪鑫,等.基于深度学习和MOEA/D的高升力翼型气动优化设计[J].太原理工大学学报,2024,55(04):660-669.
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