机器学习技术在气动优化中的应用

近年来优化设计在气动设计中发挥了越来越多的作用,但实用性和效率是制约其发挥作用的两大障碍。在大型客机超临界机翼设计中,通过"人在回路"（依靠人的经验在优化进行过程中实施必要干预）等努力,取得了较好的效果,机器学习技术逐步得到发展。提出了利用机器学习技术模拟人在优化过程中的合理行为和作用机制,以深层次利用信息和知识,改善优化的实用性和效率。梳理了机器学习技术在气动优化中应用的发展脉络,并结合工作实践介绍了机器学习在优化设计中的典型应用。进一步探讨了深度学习在气动优化中的可能应用方式。     

CAD在导弹气动设计与性能分析中的应用与研究

本文介绍了关于气动数据曲线拟合以及气动数据曲线图形生成的程序开发与配套情况。它们的特点是数据曲线拟合的方法科学,拟合曲线光顺,计算结果满意,程序通用化程度高。使用计算机绘制曲线图形品质好、效率高、周期短。同时还介绍了解决程序通用化的行之有效的办法,以及Auto CAD气动数据曲线图形交换文件的建立和接口程序设计编写方法及其优化。     

机器学习方法在气动特性建模中的应用

气动数据建模是飞行性能仿真评估的基础。气动特性建模主要有机理建模方法和“黑箱”建模方法。本文对“黑箱”建模的三类机器学习方法——分类与回归树方法、浅层学习方法和深度学习方法,进行了算法说明与分析应用。将分类与回归树方法、浅层学习方法中的Kriging建模方法、RBF神经网络方法及SVM支持向量机方法分别应用于火箭气动特性建模、三角翼大迎角非定常气动特性建模、气动热试验数据融合,对这几类建模方法的优势和不足进行了比较分析。同时,将流动条件参数组成向量,再映射为图像,与翼型图像构成“合成图像”,建立了基于翼型几何图像、来流马赫数、迎角的翼型气动特性深度神经网络模型,得到了比较好的预测效果,拓展了气动特性深度学习建模方法的使用范围。     

人工智能在OODA 循环中的应用

当前人工智能(AI) 是商业和工业,甚至军事应用领域中最热门的流行语。军事国防领域也已经将人工智能发展成为了一种技术,并应用到军事作战和决策系统中。最初OODA 循环是最知名的空战战术模型,后来发展成为各国空军的作战方法。OODA 循环对于任务的定义和决策过程的理解起到了重要的作用。本文主要研究了人工智能在OODA 循环决策中的应用。讨论了未来OODA 循环各阶段中所需的AI 作用和技术,包括可解释的人工智能和基于学习的人工智能。     

计算流体力学在气动-声学风洞设计中的应用

传统的气动-声学风洞设计一般参考现有风洞设计经验和沿用工程估算方法,风洞各主要部件的设计依据均来自前人大量实验的归纳统计结果.本文使用计算流体力学方法(CFD)对气动-声学模型风洞流场进行模拟,得到最大喷口速度下,流道各部件压力损失系数和关键截面的流场分布.结合模型风洞实验结果,比较了某一速度工况下,实验段轴向静压系数变化和收集口出口的速度分布.CFD结果与模型风洞实验结果的一致性,表明CFD作为一种新方法,能够应用于气动-声学风洞设计中.     

分布式进化算法及其在翼型气动反设计中的应用

构造了一种新型基于基因算法与博弈论的并行分级多目标优化方法，并应用于多段翼型气动反设计。此方法基于二进制编码的基因算法和博弈论，优化变量被分配给不同的博弈者，因而总体优化问题转变为分裂空间中的局部优化问题。文中给出了一个多段翼型形状，位置可压位流的反设计问题的求解算例，引入了基于非结构网格的分级结构。与传统基因算法数值算例的对比表明了本文构造的并行分级算法具有较高的计算效率，可广泛应用于多目标优化问题。     

气动伺服弹性技术在飞机设计中的应用

介绍了北京航空航天大学在近年来开展气动伺服弹性稳定性研究的概况,同时也介绍了气动伺服弹性综合问题研究的部分情况。借助于同一个研究对象进行实例计算,把不同研究内容的计算和实验结果相互对照比较     

气动铣切精加工在波音7575垂尾中的应用

介绍了波音７５７尾精加工采用气动铣切技术的设计原则，型架结构设计与铣切设备的选用情况，及所取得的技术经济效果。     

高负荷吸附式压气机气动设计与分析

为了进一步提升压气机级压比,采用附面层抽吸技术,初步建立了一套主要包含S2流面通流计算、吸附式叶型无粘反设计、吸附式叶型带附面层抽吸方案优化、全三维时均流场校核的高负荷吸附式压气机设计体系。研究结果表明:依托该体系仅仅使用1.7%的相对抽吸量完成了一台级压比3.51、等熵效率86.82%、负荷系数超过0.6的吸附式压气机设计,并通过了基于非线性谐波法的三维时均流场校核。由于抽吸基本消除了上游转子叶排的尾迹亏损,级间干涉效应微弱,时均与定常特性线中的峰值效率和压比仅相差0.12%和0.003。     

空天飞机喷管的气动设计

本文首先阐述了喷管气动设计在整个空天飞机气动设计中的重要地位，介绍了两种用于空天飞机的二维不对称喷管的无粘流气动设计方法。一种是基于Ｒａｏ的最大推力喷管设计方法，另一种是基于最小长度喷管的设计方法。重点介绍了ＮＡＳＡ Ｌａｎｇｌｅｙ研究中心固定几何形状的超燃冲压发动机喷管的气动设计。分析了发动机位置、上壁倾角、外罩内侧倾角和外罩长度对飞行器性能的影响，最后，介绍了空天飞机喷管流动的风洞实验和计算流     

民机机翼气动／结构综合设计研究

为了妥善处理机翼设计过程中的气动与结构之间的矛盾，寻求最佳的设计方案，本文对民机机翼气动／结构综合设计进行了研究，给出了机翼气动／结构综合设计方法，通过实例考核、验证了这一设计方法的可行性与有效性。     

计算流体力学（CFD）在气动非设计状态中的应用

文章讨论了CFD（即计算流体力学）在气动非设计状态应用的现状、发展趋势和远景目标。包括失速等不利的飞行状态和噪声等不利的流场现象。所有这些都属于难解的紊流问题，求解的精度依赖于计算机程序中处理紊流的方式，也依赖于计算机的计算能力。将会产生由雷诺平均表示法到大尺度涡流模拟法的计算技术发展。对紊流和有关工程的试验研究方法将在今后许多年里逐步减少使用。但CFD方法将会充分利用本世纪计算机技术的发展，它将不再局限于和风洞试验竞争，还会进一步和飞行试验竞争，只是还要得到飞行试验验证。与其它学科综合将使人们能够预测如抖振、声致疲劳、驾驶员诱发振荡等临界现象。在执行“巨大挑战性的”严格的理论计算和依靠CFD设计手段两者之间永远都是有误差的。目前最重要的需求在于公众和客舱的噪声，该领域还没有具有工程精度的计算方法。另一方面，在失速和尾旋方面已经取得令人满意的进展。     

高效节能风扇的气动设计

阐述了高效风扇叶片的设计原理、步骤，分析了风扇噪音产生的原因及降低噪音的措施。     

某型机气动设计与改进改型

通过对某型机的气动设计分析,表明了气动设计不仅在新机研制中占有十分重要的地位,就是在以后的改进改型中也是不可臾缺的。对定型(或鉴定)后的直升机进行改进改型是直升机发展的重要途径,尤其是气动设计方面的更改,在充分利用直升机新技术的条件下,可以做到改动小、收益大和见效快的效果。     

小型物流无人机机身气动设计与优化

以航空物流应用为背景,提出了一种双尾撑倒V尾无人机基础外形,为提高装载效率,其机身截面使用倒圆角矩形和圆弧组合外形。使用基于N-S方程的流场求解工具,分析了基础外形的气动特性。在保持其他部件不变的情况下,对机头、翼身连接和机身后部收缩段进行了优化设计。计算结果表明,在保持机身体积不减小的条件下,全机阻力特性在0°～18°迎角范围内均有一定改善,机身压差阻力减小27.3%,最大升阻比提高13.4%。     

无人机的发展及其气动设计

首先分析了新军事革命对空中对抗途径的影响,指出２１世纪初的空中力量将由有人机和无人机混合组成。接着分析了无人机的发展趋势,指出国外在发展无人侦察机和有人战斗机的基础上,正在发展无人战斗机。