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| 1 | 基于遗传算法的翼型气动优化设计显示文摘采用遗传算法进行跨声速翼型的反设计与阻力和升阻比的优化设计。翼型的反设计达到了设计要求 ,优化设计后的翼型其气动特性也有显著的改善 ,这表明了遗传算法应用于翼型气动优化设计的可行性。在优化设计的过程中 ,翼型由解析函数线形叠加法表示 ,目标函数和个体的适应值由二维欧拉方程的流场解来提供。 | 王晓鹏 高正红 | 2000 | 空气动力学学报2000，18，3： | 33 |
| 2 | 飞行器气动外形设计方法研究与进展显示文摘计算机技术与计算流体力学的不断发展带动了飞行器气动外形设计学科的巨大进步,气动外形设计方法经历了从'Cut-and-Try'到反设计再到优化设计,气动分析方法从依赖风洞试验到低可信度CFD计算再到高可信度CFD计算。随着气动外形设计方法的不断发展以及对飞行器性能要求的不断提高,气动设计对象、设计状态、优化模型、约束条件等都在变得越来越复杂与精细化,使得气动外形设计方法面临新的考验与挑战。本文根据作者及课题组多年研究的积累,结合国内外相关的研究成果,系统地回顾了飞行器气动外形设计方法的研究进展,对当前气动设计方法面临的新问题与新挑战进行了总结,并对未来气动外形设计的研究方向进行了展望。 | 高正红 王超 | 2017 | 空气动力学学报2017，35，4： | 25 |
| 3 | 飞行器外形多目标多学科综合优化设计方法研究显示文摘从多目标多学科综合设计的角度出发,探讨了飞行器外形优化设计方法。建立了针对飞行器外形设计的气动与隐身一体化优化设计模型;采用Pareto遗传算法,建立了多目标优化设计方法;并针对具体算例进行气动外形与隐身特性的综合优化设计,将所得优化设计结果,与初始外形相比较,可以看出,优化后气动和隐身性能都有较大提高,实际结果表明本文提出的方法具有可行性和适用性。 | 夏露 高正红 李天 | 2003 | 空气动力学学报2003，21，3： | 24 |
| 4 | 应用Delaunay图映射与FFD技术的层流翼型气动优化设计显示文摘采用非均匀有理B样条(NURBS)基函数属性建立了任意空间的自由式变形(FFD)翼型参数化方法,进一步结合基于Delaunay图映射技术建立了结构对接网格变形模式,通过粒子群优化(PSO)算法进行参数化方法、网格变形模式以及计算流体力学(CFD)数值模拟技术之间的整合,研究、构建了气动优化设计系统,并对某型层流理念设计的高空长航时(HALE)飞机基本翼型进行气动优化设计。气动特性目标函数评估方法中,边界层转捩数值模拟技术采用γ-Reθt转捩模型耦合剪切应力输运(SST)模式湍流模型。优化设计后翼型气动特性表明:采用相关技术建立的层流翼型气动优化设计系统对于层流理念设计的HALE飞机翼型的设计具备较高的优化效率。 | 黄江涛 高正红 白俊强 赵轲 李静 许放 | 2012 | 航空学报2012，33，10： | 23 |
| 5 | Gamma-Theta转捩模型在绕翼型流动问题中的应用显示文摘在非结构RANS求解器上实现了完全基于流场当地变量和转捩经验关系式的γ-Reθt转捩模型,并利用该模型对S809和NLF0416两种翼型在中等迎角以及大迎角下的低湍流度绕流问题进行了计算。计算结果表明该模型可以准确地预测自然转捩、分离泡转捩和再层流化等各种转捩现象,中等迎角下预测的转捩发生位置和升阻力系数与实验吻合较好,大迎角下该模型也捕捉到了前缘分离泡。同时计算结果也表明该模型预测结果受物面流向网格密度和对流项数值离散格式影响较大,计算时须加以注意。 | 陈奕 高正红 | 2009 | 空气动力学学报2009，27，4： | 21 |
| 6 | HicksHenne翼型参数化方法分析及改进显示文摘HicksHenne参数化方法是一种在翼型优化设计中广泛使用的参数化方法,详细探讨了HicksHenne参数化方法的特性,针对翼型设计的要求,分析并发现了标准HicksHenne参数化方法在翼型设计应用中存在的不足,即当采用有限设计变量进行翼型设计时,生成的翼型的后缘夹角与基准翼型相比不会发生改变。提出了改进的措施,用实际算例证明了改进后的HicksHenne参数化方法能够根据要求改变翼型的后缘夹角,并且保持了HicksHenne方法原有的优点,拓展了HicksHenne参数化方法的参数化设计空间。 | 王建军 高正红 | 2010 | 航空计算技术2010，40，4： | 21 |
| 7 | 基于流场/声爆耦合伴随方程的超声速公务机声爆优化显示文摘基于自主研发的大规模并行结构化网格CFD求解器PMB3D以及并行化伴随方程求解器PADJ3D,开展了流场/声爆伴随方程的求解研究。首先采用标准算例,对内部CFD代码PMB3D软件和声爆预测代码进行了声爆计算可信度验证,以及声爆强度对近场声压梯度的校核。针对并行环境下多块对接网格的近场声压提取操作的复杂性,提出了'包围盒'的方法实现并行环境下近场声压装配单元编号、网格块编号以及对应的进程编号确定,基于声爆计算坐标将并行传递的数据进行一维排序,为声爆预测、伴随方程以及梯度求解提供输入条件。通过线性插值雅克比矩阵实现均匀坐标系梯度信息向非均匀坐标转换,并进一步根据结构化网格特征提出了插值原则,简化了近场声压转换雅克比矩阵的变分。通过装配单元记录,实现声爆强度对流场守恒变量的变分结果向各个进程装配,将装配结果作为流场伴随方程的右端项实现流场声爆耦合伴随方程的求解。此外,对小型超声速公务机开展了声爆优化,对比分析了设计前后的声压及其频谱特性。 | 黄江涛 张绎典 高正红 余婧 周铸 余雷 | 2019 | 航空学报2019，40，5： | 21 |
| 8 | 基于任意空间属性FFD技术的融合式翼稍小翼稳健型气动优化设计显示文摘以非均匀有理B样条基函数为空间控制体属性,建立了任意空间形状自由变形(FFD)技术参数化方法。所建立的气动外形参数化系统通过FFD控制体的分布以及控制顶点的合理选取,能够对任意复杂外形进行参数化设计。首先采用FFD控制体对某型客机翼稍小翼进行空间属性构建;然后结合基于Delaunay图映射技术建立了结构对接网格变形模式,采用分群粒子群算法以及误差反向传播训练算法(BP)神经网络进行稳健型气动优化系统的构建;最后对某型客机融合式翼稍小翼的后掠角、倾斜角和高度等参数进行稳健型气动优化设计,分析对比了优化前后翼梢小翼表面压力云图、截面压力分布及载荷分布。优化设计结果表明:设计后的翼稍小翼的升阻比与阻力发散特性明显提高。 | 黄江涛 高正红 白俊强 赵轲 李静 许放 | 2013 | 航空学报2013，34，1： | 20 |
| 9 | 飞行器气动/结构多学科延迟耦合伴随系统数值研究显示文摘基于自主研发的大规模并行结构化网格雷诺平均Navier-Stokes(RANS)求解器PMB3D以及流固耦合代码FSC3D建立了飞行器静气动弹性数值模拟技术,进一步基于并行化伴随方程求解器PADJ3D,开展了Navier-Stokes方程与结构动力学方程耦合离散伴随的推导、构造。对各个学科伴随变量进行延迟处理,进行耦合伴随系统的解耦,学科之间的影响通过右端强迫项的形式在方程中体现,通过松耦合形式进行各个学科方程右端项数据传递,各个学科的伴随方程一定程度上能够相对独立,进一步实现了基于LDLT方法的结构伴随方程的高效求解;对典型客机柔性机翼进行梯度信息求解,并与考虑气动弹性影响的差分结果进行对比分析。数值模拟结果表明,延迟耦合伴随形式更有利于保持原有程序结构形式以及程序模块化,梯度计算精度完全满足优化设计需要,能够为柔性机翼飞行器气动/结构多学科优化设计提供研究基础与技术平台。 | 黄江涛 周铸 刘刚 高正红 黄勇 王运涛 | 2018 | 航空学报2018，39，5： | 20 |
| 10 | 基于增广Burgers方程的音爆远场计算及应用显示文摘音爆的精确模拟对于超声速客机的低音爆研究与设计意义重大。由于计算能力的限制,客机巡航高度的音爆全场直接模拟目前还难以实现。现有的音爆预测方法一般分为两步,先通过超声速线化理论或计算流体力学的方法得到音爆近场的过压值(Over-pressure)分布,再通过声学理论将近场声压信号推进至远场,以获得飞行器的地面音爆信号。在远场计算中,传统的波形参数法没有考虑音爆传播过程中的经典吸收和分子驰豫效应所造成的声能损失,得到的激波没有厚度,导致计算得到的远场声压级不准确。基于算子分裂法,开展了非线性声学中的增广Burgers方程的数值解法研究。通过计算第二届音爆预测研讨会(SBPW-2)发布的两个标准算例,验证了该方法可以实现地面音爆波形的精确预测。发现在近场声压信号前加入一段无幅值的缓冲信号可以有效提升'N'波上升时间的模拟精度。网格收敛性研究表明适当加密计算网格是有必要的。在此基础上研究了大气声吸收对地面波形的影响,发现分子驰豫效应的影响要强于经典吸收。最后,研究了不同湿度、温度对地面音爆波形的影响,发现干燥、低温的环境对音爆信号的过压值有抑制作用。 | 张绎典 黄江涛 高正红 | 2018 | 航空学报2018，39，7： | 20 |
| 11 | 基于离散伴随方程求解梯度信息的若干问题研究显示文摘基于自主研发的大规模并行化结构化网格RANS求解器PMB3D,开展了黏性离散伴随方程构造、求解方法的研究与讨论。首先对离散伴随求解梯度的思想进行简要介绍,进一步对无黏项、人工黏性项、黏性项部分对离散伴随方程贡献以及变分推导进行了详细介绍;文中对离散伴随方程无黏项、黏性项边界条件实现形式进行了详细研究,并对关键模块变分推导的一些简化方式进行了研究讨论,通过典型宽体飞机标模、外压式超声速进气道算例,分析了所采用的简化处理方式对不同问题梯度求解精度的影响。最后在并行化求解、时间推进以及加速收敛方面进行了探讨、验证。数值模拟表明,文中采用的离散伴随方程形式更有利于程序化、模块化,梯度计算精度完全满足气动优化设计需要。 | 黄江涛 刘刚 周铸 高正红 黄勇 | 2017 | 空气动力学学报2017，35，4： | 20 |
| 12 | 飞行器气动与隐身性能一体化优化设计方法研究显示文摘首先根据多学科综合优化设计理论 ,针对飞行器外形布局设计特点 ,开展飞行器气动与隐身性能综合优化设计方法研究。分别采用线化格林函数法与粘性修正相结合以及物理光学法与等效电流法相结合的方法 ,建立了飞行器气动力特性与隐身特性的计算方法。利用多学科优化设计理论和遗传优化算法 ,开展了关于飞行器气动与隐身性能的协同优化设计方法研究。取得了初步的研究结果。 | 高正红 夏露 李天 赵霞 | 2003 | 飞机设计2003，23，3： | 19 |
| 13 | 鸭式旋翼/机翼飞机的技术发展及其关键技术显示文摘介绍了鸭式旋翼/机翼飞机的发展背景与发展过程,分析了其技术特点及优势,提出了发展鸭式旋翼/机翼飞机的两个重要关键技术,并给出了一些解决方法和途径,最后对鸭式旋翼/机翼飞机的应用前景进行了展望。所述内容对今后开展CRW无人机研究具有一定的参考价值和意义。 | 邓阳平 高正红 詹浩 | 2006 | 飞行力学2006，24，3： | 19 |
| 14 | 基于CFD的动导数计算与减缩频率影响分析显示文摘以CFD流场与气动力计算为基础,分别利用小幅度强迫振动模式和差分两种方法推导了飞行器的纵向组合动导数计算表达式;建立了基于CFD技术的飞行器动导数计算方法;以国际标模Finner导弹为例,利用所推导的两种方法进行该导弹的动导数计算,重点分析了减缩频率对动导数计算的影响,提出了利用CFD方法开展动导数计算时减缩频率的选择原则;给出的计算结果与相关文献中的风洞实验结果吻合良好,表明基于CFD技术的动导数计算方法具有较高的工程实用价值。 | 孙涛 高正红 黄江涛 | 2011 | 飞行力学2011，29，4： | 19 |
| 15 | 基于PCE方法的翼型不确定性分析及稳健设计显示文摘由于能够获得一个既经济又对参数变化不敏感的设计结果,稳健型设计在工程设计中备受关注.不确定性分析是稳健型设计的关键.因此研究了基于混沌多项式的不确定性分析方法,并将其与CFD方法结合,对计算空气动力学设计中的不确定性影响进行了量化分析.首先以RAE2822翼型为算例,对其跨音速马赫数不确定影响进行了分析,研究了多项式阶次对计算的影响,分析了平均流场和方差.接着结合超临界翼型的马赫数稳健型设计验证了混沌多项式方法在稳健型设计中的有效性.优化结果表明,稳健型优化后的翼型阻力系数明显降低,同时对于马赫数的敏感性显著减小.通过分析表明混沌多项式方法能够大幅提高稳健型优化设计效率,能很好地应用于气动稳定性设计. | 赵轲 高正红 黄江涛 李静 | 2014 | 力学学报2014，46，1： | 19 |
| 16 | 基于N-S方程和离散共轭方法的气动设计方法研究显示文摘对于基于梯度信息的优化设计方法,很重要的一点是快速准确获得目标函数对设计变量的梯度。本文采用离散共轭方法计算目标函数关于设计变量的梯度,流动控制方程为N-S方程。对于离散共轭方程和流动控制方程均采用LU-SGS方法求解。算例表明,对于亚声速和跨声速两种情况,该方法都能快速准确地获得升力和阻力关于设计变量的梯度。本文采用该方法进行了翼型优化设计,成功地减弱了激波,降低了总阻力。算例证明了本文方法可靠性好、收敛快,特别适合工程实际。 | 左英桃 高正红 詹浩 | 2009 | 空气动力学学报2009，27，1： | 17 |
| 17 | 基于CST参数化方法气动优化设计研究显示文摘翼型及机翼优化设计中,设计变量的个数对优化算法的收敛速度及代理模型的精度有很大的影响。因此,在精确描述翼型的同时,发展较少设计变量的翼型参数化方法对翼型优化设计有着重要的意义。本文基于CST(class function/shape function transformation)翼型参数化方法对Kriging模型的预测精度进行研究,并采用改进的粒子群优化算法构建气动优化设计系统。某亚声速机翼单点减阻设计及超临界翼型的稳健性设计表明该系统具有较高的设计质量,方法可靠,有较高的工程应用前景。 | 李静 高正红 黄江涛 赵轲 | 2012 | 空气动力学学报2012，30，4： | 17 |
| 18 | 无人机空战仿真中基于机动动作库的决策模型显示文摘根据无人机空战仿真需要和专家系统原理,建立了一套基于机动动作库的快速响应自主空战机动决策系统模型;根据第三代战斗机空战中典型的机动动作,建立了相应的专家数据库;通过对驾驶员经验的分析,建立了专家知识库,并将整套决策模型应用于空战仿真中。仿真结果表明,应用该模型建立的空战仿真系统,可以使无人机根据实时战场环境,实现快速自主决策空战模拟飞行。 | 王锐平 高正红 | 2009 | 飞行力学2009，27，6： | 16 |
| 19 | 关于补充Langtry的转捩模型经验修正式的数值探讨显示文摘近年来,基于RANS环境下引入预测转捩过程的模型越来越受到各国学者的关注.Langtry于2006年提出了一种基于当地变量进行转捩判据的模型,但这个转捩模型有两个核心的经验关系式直到2009年才公开.该文在对转捩模型机理进行分析理解的同时,通过对低速平板表面摩擦因数模拟试验的校核,提出了一套基于来流湍流度修正的经验关系式.并针对高超声速转捩问题对转捩动量厚度开始修正式进行了改进,最后通过对低速、跨音速翼型和高Ma双楔平板的计算,证明这一套经验关系式的可靠性与实用性. | 张晓东 高正红 | 2010 | 应用数学和力学2010，31，5： | 15 |
| 20 | 基于N-S方程和离散共轭方法的气动外形设计显示文摘快速准确的目标函数梯度计算方法是基于梯度信息的优化设计的关键技术之一。采用离散共轭方法计算目标函数关于设计变量的梯度,流动控制方程为三维N-S方程。对于离散共轭方程和流动控制方程均采用LU-SGS方法时间推进求解。检验了离散共轭方法计算梯度的准确性,利用该方法进行了机翼的优化设计与反设计,都获得了较好的结果。算例证明了本文方法可靠性好,效果令人满意。 | 左英桃 高正红 何俊 | 2010 | 空气动力学学报2010，28，5： | 15 |
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