航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
8期
2091-2101
,共11页
李彬%唐静%邓有奇%张耀冰
李彬%唐靜%鄧有奇%張耀冰
리빈%당정%산유기%장요빙
非结构网格%外形优化%离散伴随%多重网格%并行计算
非結構網格%外形優化%離散伴隨%多重網格%併行計算
비결구망격%외형우화%리산반수%다중망격%병행계산
unstructured grid%shape optimization%discrete adjoint%multigrid%parallel computing
伴随优化方法在飞行器气动外形优化设计方面的应用越来越广泛,但以精细减阻等为目标的优化,面对真实飞行器仍然存在计算量大、计算周期长的问题.将多重网格技术结合并行技术运用于基于非结构混合网格、雷诺平均Navier-Stokes方程的离散伴随方程的求解,提高了离散伴随优化系统的整体效率.给出了伴随方程多重网格计算中的延拓和限制算子,采用V循环比较了不同层数的加速效果和粗网格残差计算方法对目标函数梯度敏感导数的影响.结合Metis分区技术,提出了适合伴随方程的数据并行传递简化方式,使伴随方程在300个并行分区计算时加速比仅比理想加速比低13％.采用发展的高效优化系统,选取了112个设计变量,对DLR F6翼身组合体跨声速状态进行减阻优化,使机翼空间激波得到弱化,阻力减小9 counts.模拟验证结果表明,建立的高效的飞行器气动外形优化设计系统在三维真实飞行器外形优化方面,具有良好的应用前景.
伴隨優化方法在飛行器氣動外形優化設計方麵的應用越來越廣汎,但以精細減阻等為目標的優化,麵對真實飛行器仍然存在計算量大、計算週期長的問題.將多重網格技術結閤併行技術運用于基于非結構混閤網格、雷諾平均Navier-Stokes方程的離散伴隨方程的求解,提高瞭離散伴隨優化繫統的整體效率.給齣瞭伴隨方程多重網格計算中的延拓和限製算子,採用V循環比較瞭不同層數的加速效果和粗網格殘差計算方法對目標函數梯度敏感導數的影響.結閤Metis分區技術,提齣瞭適閤伴隨方程的數據併行傳遞簡化方式,使伴隨方程在300箇併行分區計算時加速比僅比理想加速比低13％.採用髮展的高效優化繫統,選取瞭112箇設計變量,對DLR F6翼身組閤體跨聲速狀態進行減阻優化,使機翼空間激波得到弱化,阻力減小9 counts.模擬驗證結果錶明,建立的高效的飛行器氣動外形優化設計繫統在三維真實飛行器外形優化方麵,具有良好的應用前景.
반수우화방법재비행기기동외형우화설계방면적응용월래월엄범,단이정세감조등위목표적우화,면대진실비행기잉연존재계산량대、계산주기장적문제.장다중망격기술결합병행기술운용우기우비결구혼합망격、뢰낙평균Navier-Stokes방정적리산반수방정적구해,제고료리산반수우화계통적정체효솔.급출료반수방정다중망격계산중적연탁화한제산자,채용V순배비교료불동층수적가속효과화조망격잔차계산방법대목표함수제도민감도수적영향.결합Metis분구기술,제출료괄합반수방정적수거병행전체간화방식,사반수방정재300개병행분구계산시가속비부비이상가속비저13％.채용발전적고효우화계통,선취료112개설계변량,대DLR F6익신조합체과성속상태진행감조우화,사궤익공간격파득도약화,조력감소9 counts.모의험증결과표명,건립적고효적비행기기동외형우화설계계통재삼유진실비행기외형우화방면,구유량호적응용전경.
