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基于PNS算法的高超声速内转式进气道优化设计  
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【英文篇名】 Optimization Design of Hypersonic Inward Turning Inlet Based on SSPNS Algorithm
【下载频次】 ★★★☆
【作者】 高琨鹏; 陈兵; 徐旭;
【英文作者】 GAO Kun-peng; CHEN Bing; XU Xu; School of Astronautics; Beihang University;
【作者单位】 北京航空航天大学宇航学院;
【文献出处】 推进技术 , Journal of Propulsion Technology, 编辑部邮箱 2017年 05期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 SSPNS算法; 内转式进气道; 单目标优化; 多目标优化;
【英文关键词】 SSPNS algorithm; Inward turning inlet; Single-objective optimization; Multi-objective optimization;
【摘要】 为解决内转式进气道优化设计中计算代价过大的问题,将单次扫描空间推进PNS方程(SSPNS)应用于高超声速内转式进气道单目标及多目标优化设计。计算来流马赫数4.5,收缩比5设计条件下的构型,SSPNS与NS计算结果中,流场结构基本一致,出口截面总压恢复系数、压升及马赫数符合得较好,SSPNS耗时不到NS的百分之一,验证了SSPNS的可靠性及高效性。以总压恢复系数最大为目标,使用多岛遗传算法和非线性序列二次规划(MIGA+NLPQL)的单次组合策略及指针自动控制优化策略(Pointer-2)分别进行单目标优化,得到的最优值为0.530及0.559,较初值0.464提高14%和20%。Pointer-2计算次数少、计算结果优,说明该优化模型中Pointer-2具有更高计算效率和更强的全局探索能力。以总压恢复系数和压升最大为目标,通过多目标遗传算法进行优化,得到Pareto前沿,并拟合出具有工程价值的总压恢复系数与压升非劣解关系式。
【英文摘要】 To reduce computational consumption in the optimization process of hypersonic inward turning inlet,single and multi-objective optimization designs were carried out based on single sweep parabolized Navier-Stokes(SSPNS) algorithm. The free-stream mach number of 4.5 and convergence ratio of 5 were set as the computational conditions. The flow field structure calculated by SSPNS algorithm was similar to that by NS algorithm,and the total pressure recovery,Mach number and pressure rise of outlet section showed ...
【基金】 国家自然基金项目(51176003)资助
【更新日期】 2017-06-09
【分类号】 V233
【正文快照】 1引言高超声速进气道不仅与超燃冲压发动机机体强耦合,其出口参数还会直接影响燃烧室内燃烧过程,对发动机整体性能影响较大,因此有必要对进气道进行优化设计。基于全N-S方程求解三维进气道虽然能准确模拟流场内复杂的激波、激波与激波、激波与附面层的相互作用,但计算效率过低,

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