基于遗传算法和空间推进方法的高超声速进气道优化设计研究

摘要

将遗传算法(单目标遗传算法GA和多目标遗传算法NSGA-Ⅱ、NCGA)与高效、高精度的空间推进方法--SSPNS(Single-Sweep Parabolized Navier-Stokes Algorithm)流场计算方法相结合,对二维高超声速进气道进行了气动优化设计研究.在单目标优化设计中以巡航点(Ma=7.0)的总压恢复最大为设计目标,多目标设计中则在巡航点分别考察了总压恢复最大-压升最大两目标模型、总压恢复最大-压升最大-阻力系数最小三目标模型.优化设计结果表明,单目标设计使得总压恢复有明显提高;多目标优化设计所得的Pareto最优前沿为设计者提供了可靠的设计依据.为了兼顾巡航点和加速爬升段的综合性能,采用多目标优化方法对进气道进行了多点优化设计,并开展了基于等动压弹道的设计点选择问题初步研究.计算结果表明,若将设计点选在Ma=6.5左右,则进气道的综合性能较好.