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1.
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飞翼布局飞机控制/气动/隐身多学科优化设计
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孙奕捷 申功璋《北京航空航天大学学报》,2009年第35卷第11期
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飞翼布局是先进飞机广泛应用的布局形式.飞翼布局飞机总体设计阶段不仅要考虑其隐身和气动要求,还必须高度重视控制系统的影响.以飞翼布局飞机为对象,研究控制、气动与隐身多学科优化的策略和方法.建立了适合在各学科的子空间进行多目标优化的流程,基于学科分析分配各个子空间的设计变量,并通过变量综合形成系统级的设计变量.在优化过程中,综合采用了改进的遗传算法和近似模型构造方法.针对飞翼布局飞机的特点,采用基于控制分配的控制系统结构,以时域指标作为控制学科的优化目标和约束条件.优化结果验证了所用方法的有效性,为将控制学科纳入飞翼布局飞机多学科优化提供了可行的途径.
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2.
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多学科设计优化在非常规布局飞机总体设计中的应用 被引次数：1
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胡添元 余雄庆《航空学报》,2011年第32卷第1期
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以飞翼布局飞机总体设计为例,展示如何将多学科设计优化(MDO)方法有效地应用于非常规布局飞机总体设计。基于二级优化方法,提出一种飞机总体MDO实施流程。该流程包括系统级优化、子系统级优化(或评估)和多学科模型生成器3个部分。系统级优化的任务是优化全局设计变量,使系统目标最优。子系统级优化涉及的学科包括气动、隐身、结构、总体布置、重量和性能,其任务是调整局部设计变量,满足本学科的设计要求,并使本学科目标最优,或对给定方案进行评估。多学科模型生成器的功能是根据飞机外形几何模型自动生成各学科分析模型,它是实现MDO流程自动化的一个关键环节。根据飞机MDO实施流程,集成各学科的分析模型和优化模型,建立了飞机总体MDO计算环境。应用算例表明:所提出的MDO实施流程能成功解决非常规布局飞机总体设计问题。
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3.
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固体战略弹道导弹的多学科设计优化研究
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颜力 吴先宇 陈小前 王振国《宇航学报》,2006年第27卷第12期
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运用多学科设计优化（MDO）方法对某固体战略弹道导弹的总体优化设计进行了研究。从满足固体导弹的MDO需求出发，基于第三代MDO理论，对固体导弹按学科分解为系统层（性能，弹道学科）和子系统层（推进学科、质量分析学科、气动学科），通过分析与建立以上各学科的优化模型及固体导弹的总体优化模型，以固体导弹起飞质量为目标函数将MDO单级优化过程中的同时分析与设计（SAND）过程应用于该固体导弹总体优化设计。与传统优化方法所得结果相比，固体导弹起飞质量减小15．1％，发动机结构质量减小23．3％，优化效率提高87％。算例表明，将MDO方法应用于固体导弹总体优化设计的思路可行。
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4.
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固体战略弹道导弹的多学科设计优化研究
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颜力 吴先宇 陈小前 王振国《宇航学报》,2006年第27卷第Z1期
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运用多学科设计优化(MDO)方法对某固体战略弹道导弹的总体优化设计进行了研究.从满足固体导弹的MDO需求出发,基于第三代MDO理论,对固体导弹按学科分解为系统层(性能/弹道学科)和子系统层(推进学科、质量分析学科、气动学科),通过分析与建立以上各学科的优化模型及固体导弹的总体优化模型,以固体导弹起飞质量为目标函数将MDO单级优化过程中的同时分析与设计(SAND)过程应用于该固体导弹总体优化设计.与传统优化方法所得结果相比,固体导弹起飞质量减小15.1%,发动机结构质量减小23.3%,优化效率提高87%.算例表明,将MDO方法应用于固体导弹总体优化设计的思路可行.
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5.
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运载火箭总体设计多学科优化方法发展及展望
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刘竹生 张博戎《宇航总体技术》,2017年第1卷第2期
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运载火箭总体设计是一项涵盖多学科的系统工程。在总体设计过程中，需要综合考虑弹道、气动、姿控等多个学科的设计方案及其相互间的耦合关系。多学科优化（MDO）方法通过不同的单级或多级模型对多学科系统进行近似建模，再利用相应数值算法迭代计算，从而逼近全局最优解。系统回顾了多学科优化方法在国内外的发展脉络，择要介绍了应用于总体设计的经典多学科优化模型架构、软件平台和实际算例，探讨了多学科优化方法在我国运载火箭总体设计中的应用价值和发展前景。
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6.
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基于改进CO-RS的平流层飞艇总体设计与优化
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梁浩全 祝明 姜光泰 武哲《北京航空航天大学学报》,2013年第39卷第2期
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为改进响应面协同优化(CO-RS,Collaborative Optimization based on Response Surface)方法的工程实用性,提出改进的CO-RS方法.在响应面建立中应用广义乘子法和信赖域法,取消响应面更新对梯度的依赖性.针对平流层飞艇的总体设计与优化问题,基于改进的CO-RS框架,进行了系统任务分析和学科耦合分析.对气动与推进子系统、结构子系统和能源子系统进行了学科分析,以最小化平流层飞艇的质量为目标,建立基于改进CO-RS框架的多学科设计优化(MDO,Multidisciplinary Design Optimization)模型和相应的学科分析模型.利用iSIGHT软件搭建求解平台,采用改进的CO-RS算法进行仿真计算,并得到合理结果,验证了所建立的MDO模型的合理性和改进的CO-RS算法在平流层飞艇总体设计优化中的有效性.
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7.
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基于多方法协作优化算法的飞机总体优化设计
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杨维维 陈小前 姚雯 罗文彩《航空计算技术》,2006年第36卷第6期
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针对飞机总体优化设计中存在目标函数与变量之间没有显式关系式等问题,在建立包含推进、气动、性能及重量四个学科的飞机总体设计模型的基础上,采用遗传算法、模式搜索法和Powell法结合的多方法协作优化策略实现了飞机总体参数的优化;并对优化方案进行参数灵敏度分析,优化后飞机正常起飞总重较优化前降低11.6%,优化效果显著.分析结果表明了基于多方法协作优化算法的飞机总体优化设计的有效性.
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8.
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客机机翼气动/结构多学科优化方法 被引次数：1
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胡婕 王如华 王稳江 余雄庆《南京航空航天大学学报》,2012年第44卷第4期
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针对客机机翼特点,建立机翼外形和结构参数化模型;应用CATIA二次开发技术和PCL编程,实现气动分析模型和结构有限元模型的自动生成;分析了气动和结构之间的耦合关系,研究一种气动载荷自动加载到结构模型的方法;应用基于代理模型的二级优化方法求解机翼气动/结构设计多学科优化问题;在iSIGHT软件环境下实现机翼气动/结构多学科优化计算流程。算例结果表明,本文提出的机翼气动/结构多目标优化方法能获得关于升阻比和结构重量的最优解集,有助于设计人员确定合理的机翼总体参数。
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9.
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大型客机的多学科优化设计
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张忠祥《民用飞机设计与研究》,2010年第1期
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飞机概念设计需平衡多学科间的矛盾,在多学科优化设计方法的气动学科中应用涡格法在Trefftz平面得到诱导阻力,采用工程估算方法得到摩阻、波阻和干扰阻力;重量学科将机翼简化为盒式结构来分析机翼蒙皮承受弯曲力矩所需要的厚度及重量,按常规设计方法,计算了起飞总重;还考虑航程、最大升力等性能学科的约束。优化方法采用遗传算法。以起飞总重为最小作为优化目标,建立了大型客机多学科优化概念设计框架和优化设计的软件。还以波音747飞机为算例进行了优化设计计算分析,验证了这一设计方法在飞机概念设计中的有效性。
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10.
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多学科设计优化方法在飞机设计中的应用研究
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邹宁 冯文梁 滕杰 周伟《航空工程进展》,2017年第8卷第1期
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多学科设计优化(MDO)方法是提高飞机设计效率,得到最优设计方案的有效手段.在飞机设计过程中,需要确保飞机静安定裕度满足使用要求,因此需要充分考虑总体、气动等学科专业的耦合效应.针对这一问题,基于MDO软件Modelcenter构建飞机外形多学科优化协同设计流程,通过对某型飞机外形优化设计的实例分析,得到该机的最优外形修改方案,证明了MDO方法在飞机设计中应用的高效性.
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11.
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分析模型参数化建模在飞机多学科优化设计中的应用 被引次数：4
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马铁林 马东立 张朔《航空学报》,2008年第29卷第6期
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论述分析模型参数化建模在飞机多学科优化设计中的重要意义，提出一种机翼气动与结构分析模型参数化建模方法。优化设计变量与机翼气动计算网格的中间参数变量用于描述机翼气动网格变形情况，并建立结构有限元网格与优化设计变量的空间变化关系，实现机翼气动/结构多学科优化设计模型的参数化描述。气动性能计算采用基于N S方程的计算流体力学方法，利用试验设计方法（DOE）和响应曲面模型（RSM）技术构造气动响应曲面用于优化设计，结构计算调用MSC/NASTRAN完成。采用Pareto遗传算法对一大展弦比复合材料机翼模型进行了多学科优化设计分析，得到Pareto前沿面和可选方案以供决策者选择。
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12.
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民用飞机机翼结构快速设计及自动化调整 被引次数：2
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罗明强 冯昊成 刘虎 武哲《北京航空航天大学学报》,2009年第35卷第4期
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为提高总体设计的质量和效率,研究了民用飞机机翼结构及整体油箱的设计措施,并在一个开放式飞机总体设计环境中实现这一功能.定义了飞机翼面坐标系,提出了机翼、梁/墙、桁条、翼肋和蒙皮的参数化描述及模型构建方法,建立了交互式机翼结构及油箱三维设计环境,自动获取结构及油箱的体积、重量、重心和惯性矩等物理信息.在此基础上,实现了机翼结构和整体油箱的自动化模型调整及几何体质量特性的自动重算,为总体设计阶段进行飞机重量、气动和结构的多学科设计优化奠定了基础.最后,给出设计实例说明了机翼结构的设计和自动化调整方法是有效的.
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13.
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飞机多学科设计优化中的并行多目标子空间优化框架 被引次数：1
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孙奕捷 申功璋《航空学报》,2009年第30卷第8期
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针对现有的并行子空间优化框架存在的各子空间仅能有一个优化目标等局限，提出了并行多目标子空间优化框架。该框架将各个学科的优化问题由以往的单目标优化改进为多目标优化，使得每个子空间可以分配到多个优化目标、各子空间的设计变量可以重叠，并且在一次优化中就可获得优化问题的Pareto前沿。介绍了新框架的基本思想和流程，并且阐述了新的学科解耦、子空间的并行优化和系统级的设计变量综合方法。以一个飞机总体设计问题为例，考虑气动、隐身与控制学科，对翼面几何参数和控制律参数进行了优化设计，验证了并行多目标子空间优化框架的有效性和相对于已有方法的优势。
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14.
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民用飞机机身结构快速设计及自动化调整
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陈稗 罗明强 武哲《北京航空航天大学学报》,2014年第40卷第6期
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为了在飞机设计前期对结构进行较详细的考虑，满足在设计前期进行以强度为约束的重量特性评估、方案评估等方面的需求，研究了民用飞机机身结构快速设计、建模以及模型自动化调整的方法，并运用该方法在一个开放式飞机总体设计环境中开发实现了此功能.定义了飞机机身坐标系，提出了机身各类结构件的参数化描述及构建模型的方法，建立了交互式机身结构设计环境，可自动获取结构的体积、重量和惯性矩等信息.在此基础上实现了模型自动化调整和重量特性的同步更新，为总体设计阶段进行飞机重量、气动和结构的多学科设计优化奠定了基础.最后，用设计实例验证了该方法的有效性.
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15.
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BLISS研究及其在飞机设计中的应用
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张任远 黄俊《飞机设计》,2007年第27卷第6期
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研究了两级综合系统分析(BLISS)多学科设计优化方法的结构,通过精心设计的数学算例来测试其效率,并将其应用于某通用航空飞机的总体参数优化问题中,结果与不分解优化的结果非常接近,验证了BLISS方法在飞机多学科设计优化中的有效性。最后,对BLISS方法的收敛性和效率进行了总结和评价,并指出了其需要改进的地方。
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16.
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协同优化在固体弹道导弹概念设计中的初步应用
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马英 何麟书《固体火箭技术》,2008年第31卷第4期
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讨论了标准协同优化方法的流程和特点,并针对固体弹道导弹系统的特点,设计了集成质量、动力、气动、外形和弹道5个学科的弹道导弹多学科设计优化模型.采用协同优化方法集成各学科的知识,协调处理各学科之间的耦合变量,应用合理的优化策略有效地解决了在弹道导弹多学科优化设计中的耦合关系所带来的计算问题,并对该模型成功进行了多学科优化设计,得到了优化方案.研究不但证明了协同优化方法在固体弹道导弹多学科优化设计中的有效性,还表明协同优化方法可使各子学科专注于本学科的优化设计,并使用本学科已有的分析工具,无需考虑对其他学科的影响,这方面相对于其他高要求的MDO方法具有较明显优势.
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17.
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航空发动机涡轮叶片的多学科设计优化 被引次数：12
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吴立强 尹泽勇 蔡显新《航空动力学报》,2005年第20卷第5期
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叙及了多学科设计优化技术在航空发动机涡轮叶片设计中的应用研究,对涡轮叶片多学科设计优化方法进行设计的具体实施过程进行了介绍,讨论了结构、气动、传热、强度、振动和寿命以及优化算法等跨学科之间进行耦合优化设计的理论和方法。文末给出了一计算实例。
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18.
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一种气动结构一体化设计方法 被引次数：1
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马铁林 马东立 张朔《北京航空航天大学学报》,2009年第35卷第11期
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为解决气动结构一体化设计的工程应用,在传统并行子空间算法的基础上,深入分析了气动结构一体化设计的特点,在响应面构造上引入试验设计法,子空间优化中引入子空间设计的概念,系统级优化中引入Pareto遗传算法,提出了更加适合于气动结构多学科设计优化的基于Pareto遗传算法的并行子空间优化设计方法(CSSODM-PGA, Concurrent Subspace Optimization Design Method based on Pareto Genetic Algorithm),并将算法应用到机翼的气动结构多学科设计优化中,给出了合理的Pareto前沿面和可选方案.
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19.
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基于模块化产品平台的飞机族设计技术探讨 被引次数：5
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雍明培 余雄庆《飞机设计》,2006年第4期
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模块化产品平台是一种有效的开发产品族的策略。这种策略面向消费者多样化和个性化需求,同时能够缩短产品开发周期,降低生产成本,从而提高企业的竞争力。本文基于模块化产品平台的概念和方法,探讨了飞机族(系列)机体设计问题,包括飞机族构型设计和总体布置、飞机族气动外形设计优化、飞机族结构设计优化、飞机族多学科设计优化等问题。
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20.
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临近空间飞艇外形优化设计与仿真
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杨燕初 王生 顾逸东 李英堂 苗景刚《中国空间科学技术》,2011年第31卷第5期
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以临近空间飞艇为对象,针对传统外形设计方法中存在的问题,提出了新的优化设计方法,搭建了流程框架,编制了优化程序.首先研究了遗传算法及多学科设计理论,进而在此基础上建立了飞艇阻力、体面比、应力模型,利用多学科设计理念对飞艇气动、结构、强度进行了一体化设计.其次将遗传算法引入到优化设计当中,并利用Matlab和Fluent开展了联合仿真研究.最后结合实际应用需求进行了算例分析,验证了该方法的可行性和效果.
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