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基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化

基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化

出版社：科學(xué)出版社出版時間：2022-11-01
開本： B5 頁數(shù)： 252
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基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化 版權(quán)信息

基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化 本書特色

該書包含了大量實例的流程圖以及算法程序，對于讀者進行軟件開發(fā)具有實際的指導(dǎo)意義。

基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化 內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)總結(jié)、梳理優(yōu)化設(shè)計體系各個環(huán)節(jié)面臨的基礎(chǔ)科學(xué)問題，對飛行器氣動外形綜合設(shè)計涉及的典型學(xué)科變分/耦合變分/關(guān)鍵環(huán)節(jié)的變分推導(dǎo)、耦合伴隨方程的求解、以及應(yīng)用存在的難點進行介紹，并對單學(xué)科伴隨、多學(xué)科耦合伴隨方法進行，進一步根據(jù)課題組近年來的研究成果，重點介紹了基于流場伴隨方程的梯度求解，耦合伴隨理論與氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨方程，飛行器氣動隱身離散伴隨方程以及飛行器流場/聲爆耦合伴隨方程，給出了近期新研究成果結(jié)論，并利用典型算例進行驗證。為從事飛行器氣動綜合設(shè)計與優(yōu)化工作的研究人員提供了理論研究和工程實際上的指導(dǎo)，對發(fā)展優(yōu)選、高效率的基于離散伴隨理論的優(yōu)化設(shè)計軟件，把握氣動綜合設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向提供有價值的參考。

基于離散伴隨理論的飛行器氣動綜合優(yōu)化 目錄

目錄 序 前言 第1章 緒論 1 1.1 學(xué)科級離散伴隨方法與發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.1.1 流場伴隨優(yōu)化在內(nèi)外流動優(yōu)化問題中的現(xiàn)狀 2 1.1.2 電磁散射伴隨方程研究現(xiàn)狀 7 1.1.3 噪聲伴隨方程研究現(xiàn)狀 8 1.1.4 伴隨方程在結(jié)構(gòu)及其他領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 9 1.2 多學(xué)科耦合伴隨體系與發(fā)展現(xiàn)狀 9 1.2.1 氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨方程研究現(xiàn)狀 9 1.2.2 氣動電磁伴隨方程研究現(xiàn)狀 12 1.2.3 流場噪聲耦合伴隨方程研究現(xiàn)狀 12 1.3 多學(xué)科耦合伴隨方程發(fā)展趨勢 15 1.4 多學(xué)科耦合伴隨在不確定性分析中的應(yīng)用前景 18 參考文獻 20 第2章 基于梯度算法的飛行器氣動綜合優(yōu)化基本要素 26 2.1 梯度類優(yōu)化算法 26 2.1.1 無約束優(yōu)化求解算法 27 2.1.2 帶約束優(yōu)化求解算法 29 2.2 約束處理方式 33 2.2.1 外罰函數(shù)法 33 2.2.2 障礙罰函數(shù)法 34 2.2.3 乘子法 35 2.3 幾何外形參數(shù)化建模 35 2.3.1 剖面參數(shù)化建模方法 36 2.3.2 *面參數(shù)化建模方法 38 2.3.3 基于 FFD 方法的參數(shù)化建模方法 40 2.4 典型網(wǎng)格變形技術(shù) 43 2.4.1 線彈性體變形網(wǎng)格技術(shù) 43 2.4.2 RBF-TFI 變形網(wǎng)格技術(shù) 44 參考文獻 49 第3章 基于流場離散伴隨方程的梯度求解 51 3.1 離散伴隨方程求解梯度的基本原理 51 3.2 Navier-Stokes 方程數(shù)值求解 53 3.2.1 流動控制方程 53 3.2.2 空間離散 57 3.2.3 時間推進 58 3.2.4 邊界條件與湍流模型 61 3.3 流場伴隨方程的構(gòu)建及靈敏度求解 61 3.3.1 流場離散伴隨方程無黏項 62 3.3.2 離散伴隨方程人工黏性項 63 3.3.3 離散伴隨方程黏性項 64 3.4 離散伴隨方程邊界條件處理 66 3.5 離散伴隨方程右端項推導(dǎo) 76 3.6 離散伴隨方程時間推進與梯度求解 78 3.7 基于伴隨方程的飛行器氣動綜合設(shè)計優(yōu)化典型應(yīng)用 85 3.7.1 基于流場伴隨方程的民用飛機綜合優(yōu)化 85 3.7.2 基于流場伴隨方程的內(nèi)流優(yōu)化 91 參考文獻 98 第4章 耦合伴隨理論與氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨方程 101 4.1 跨學(xué)科耦合伴隨方程基本原理與要素 101 4.2 氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨方程 103 4.2.1 結(jié)構(gòu)有限元分析方法 104 4.2.2 靜氣動彈性數(shù)值模擬技術(shù) 114 4.2.3 氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨方程推導(dǎo) 115 4.3 氣動結(jié)構(gòu)耦合伴隨優(yōu)化應(yīng)用 123 參考文獻 128 第5章 飛行器氣動隱身離散伴隨方程 130 5.1 氣動隱身跨學(xué)科 “耦合” 伴隨方程 130 5.2 電磁場積分求解方法及伴隨方程推導(dǎo) 131 5.2.1 電磁場積分方程及求解方法 131 5.2.2 隱身問題伴隨方程推導(dǎo) 141 5.3 基于多層快速多極子方法的伴隨方程求解 145 5.3.1 伴隨方程求解 145 5.3.2 基于伴隨方法梯度驗證 153 參考文獻 181 第6章 飛行器流場/聲爆耦合伴隨方程 184 6.1 聲爆單學(xué)科伴隨方程 184 6.1.1 非線性聲爆預(yù)測及求解 185 6.1.2 非線性聲爆伴隨方程及求解 193 6.2 流場/聲爆耦合伴隨方程 198 6.2.1 流場/聲爆耦合伴隨方程及求解 198 6.2.2 基于近場反演的反向等效面積伴隨方程 200 6.3 基于流場/聲爆耦合伴隨方程的氣動外形綜合設(shè)計 210 6.3.1 超聲速飛行器氣動力/聲爆綜合優(yōu)化 210 6.3.2 考慮動力效應(yīng)的超聲速氣動力/聲爆綜合優(yōu)化 225 6.3.3 等效面積分布伴隨優(yōu)化 232 參考文獻 236
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