多学科设计优化中常用代理模型的研究

代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型，径向基函数模型和Kriging模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型，对这3种模型的效果进行了评估，并对这些代理模型的构造方法、基本特性和适用范围进行了分析研究。     

基于支持向量机的序列可靠性优化方法

在工程设计中，可靠性优化设计通常计算量较大或精度不够。本文提出了一种基于支持向量机（Support Vector Machine）和MPP（Most Probable Point）的可靠性分析方法。用SVM 在MPP处替代原极限状态函数，并利用极限状态函数的梯度信息，使SVM模型穿过M PP并与原函数相切，再基于SVM采用重要抽样法计算失效概率。然后，将SORA（Sequential Optimization and Reliability Assessment ）与基于SVM 的可靠性分析方法相集成，将传统的双循环可靠性优化算法解耦为单循环，并通过基于SVM 的可靠性分析方法修正了SORA中由于线性近似带来的误差，保证了最优设计点处可靠性分析的精度。算例证明，该方法在处理非线性问题时具有精确度高和计算量适度的特点。     

基于自适应直角网格的二维全速势方程有限体积解法A finite volume method for 2D Full-Potential equation on adaptive Cartesian grids

为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求，研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。（1）在几何自适应直角网格的基础上，使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界，提出一种修正非贴体切割网格的方法。（2）采用隐式格式结合GM RES算法求解该非线性位流方程，针对流场的自适应来捕捉激波。（3）采用镜像法处理物面边界处的无穿透条件，并提出解析的方法来修正镜像单元的值。（4）针对直角网格的特点，提出在库塔线上插入库塔单元的方法施加库塔条件。NACA0012翼型绕流的算例结果表明，该方法用于亚声速和跨声速气动计算能得到令人满意的结果，且自动化程度高、收敛速度快。     

轻型飞机机翼气动/结构协同优化研究

探讨用协同优化方法能否有效地解决机翼气动／结构一体化设计优化问题。首先对基本的协同优化和基于响应面协同优化两种方法的特点进行了探讨，然后以轻型飞机机翼气动／结构一体化设计为例，着重研究如何用协同优化方法建立机翼气动／结构一体化设计的优化模型。研究结果表明，基本的协同优化算法不能有效地解决该机翼气动／结构一体化优化问题，而基于响应面的协同优化方法在求解这一问题时具有较好的鲁棒性。