基于伴随方程的飞行器气动隐身优化方法研究

摘要

计算流体力学(CFD)和计算电磁学(CEM)已经广泛应用于飞行器的气动/隐身设计、分析、评估和优化等工程实践中.本文结合自由变形参数化方法(FFD)、径向基函数插值算法(RBF)、雷诺平均N-S方程(RANS)求解器、矩量法(MoM)和序列二次规划算法(SQP)建立了基于梯度的高可信度飞行器外形气动隐身优化设计方法.根据RANS方程和混合场积分方程(CFIE)推导了对应的流场/电磁场伴随方程,通过对离散伴随方程的求解获得相应流场/电磁场参数的梯度.采用自动微分技术进行方程中偏导数项的计算,提高了程序开发效率.文本将伴随方程求解出来的梯度与有限差分法进行对比,验证了梯度求解的精度.最后对某跨音速机翼进行气动隐身优化,结果显示该方法具有较高的效率.