动力短舱多点气动优化设计

跨声速发动机短舱的设计过程十分复杂，其设计往往需要在相互矛盾的设计要求中进行权衡。本文针对带动力短舱多点气动设计问题，采用类别形状函数变换法（CST）进行几何外形参数化，结合Kriging代理模型、Pareto遗传算法和松散式代理模型管理框架，构建了动力短舱多点优化设计平台。在巡航状态，优化目标是降低短舱外表面最大马赫数使短舱阻力减小，提高外流性能；在最大推力状态，优化目标是降低进气道最大马赫数使进气品质提升，提高内流性能。与初始短舱相比，优化设计结果在两个设计点性能上均有所提高，最大马赫数在巡航状态最多降低5%，而在最大推力状态最多降低10%。参数影响规律表明，短舱头部参数对外流和内流性能影响较大，且影响规律不同，应作为短舱综合优化设计的主要参数，并采用不同的优化设计策略。Pareto前沿阵面可以给出满足不同工程设计要求的最优方案。研究结果表明，本文建立的优化设计平台为动力短舱设计提供了有效工具，优化设计结果具有工程参考价值。