基于OPTIMUS的小型战术导弹多学科设计优化

摘要

针对小型战术导弹总体设计过程中学科耦合性强、计算复杂度高和难以得到全局最优解等问题,对多学科设计优化技术在总体方案论证中的应用展开了研究.首先,从工程实际的角度建立了小型战术导弹推进、几何外形、气动、质量、弹道等学科设计模型.其次,运用多学科可行法,在多学科设计框架OPTIMUS中进行了学科集成与工作流的搭建,实现了仿真分析流程自动化;然后,以小型战术导弹起飞质量最小为目标,采用差分进化算法得到了一组小型战术导弹最优总体参数,使导弹质量降低了 11.6％,有效提高了导弹性能;最后,为探究导弹射程与起飞质量的耦合关系,以小型战术导弹质量最小和射程最大为目标,采用法向边界求交法进行了多目标优化设计,得到了系统的Pareto模型,为确定方案阶段小型战术导弹总体参数提供了参考.结果表明,多学科设计优化方法在小型战术导弹总体参数方案的论证中具备较强的工程应用价值.