基于代理优化算法的飞翼布局无人机气动/隐身综合优化设计方法

摘要

本文针对新一代飞翼布局无人机的设计要求,采用结合Kriging模型和组合并行加点准则的代理优化算法分别开展了飞翼布局内翼段翼型及全机巡航构型的气动/隐身综合优化设计方法研究.采用加权系数法将两目标优化转换成单一目标优化问题.以NACA65013翼型和某飞翼布局无人机全机巡航构型为基准外形,进行了多轮次优化设计.分别采用直接CST参数化方法和FFD参数化方法对内翼段翼型和全机巡航构型外形进行参数化,采用基于RANS方程的流场求解器和基于矩量法(MoM)的电磁场求解器对优化前后外形的气动性能、电磁隐身性能进行综合评估.结果表明:1)在满足厚度约束的情况下,最优内翼段翼型在设计状态下的阻力系数降低了29.78％,俯仰力矩得到精确控制,同时其前向±30°角域内的RCS均值下降了30.18％;2)在满足机体容积约束的情况下,全机巡航构型在优化设计后实现了巡航状态下的俯仰力矩自配平,同时巡航阻力系数降低了4.44％,前向±30°角域内的RCS均值降低了44.2％.通过的本文研究,验证了代理优化算法在飞行器复杂外形气动/隐身综合优化设计问题中的适用性.