兩種不同優(yōu)化算法在螺旋槳設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和比較.pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、螺旋槳的理論設(shè)計(jì)方法已經(jīng)發(fā)展比較完善,然而在很多情況下設(shè)計(jì)完成的螺旋槳的水動(dòng)力性能并不能滿足人們的需求,這就要求對(duì)螺旋槳進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文在這樣的一個(gè)背景下提出螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題主要包括兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo),推進(jìn)效率和空泡性能。本文主要的優(yōu)化目標(biāo)是提高螺旋槳的推進(jìn)效率。本文采取了智能優(yōu)化算法與螺旋槳設(shè)計(jì)理論相結(jié)合的方法對(duì)槳進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)螺旋槳的面元法理論設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定程度的探索。
   首先,本文參考很多

2、同類優(yōu)化算法后,選用了比較有代表性的兩種,選定遺傳算法和模擬退火算法作為本文的優(yōu)化算法。對(duì)兩種算法的搜索能力及收斂能力進(jìn)行了算例的驗(yàn)證,證明了兩種算法都有收斂于最優(yōu)解的能力及了解了各個(gè)算法參數(shù)對(duì)于算法的影響關(guān)系,為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)。
   接著,將面元法應(yīng)用到有升力體的模型求解中,進(jìn)一步論述了三維翼型繞流問題的求解,并且詳細(xì)論述了結(jié)合面元法的翼型理論設(shè)計(jì)。分別給出了在給定壓力分布下的設(shè)計(jì)過程及給定升力系數(shù)和壓力分布形式條件下的設(shè)

3、計(jì)過程。
   然后,將遺傳算法和模擬退火算法兩種智能優(yōu)化搜索算法引入到翼型的面元法理論設(shè)計(jì)中。對(duì)多個(gè)翼型,及某螺旋槳的槳葉剖面進(jìn)行了以提高升阻比為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。證明了遺傳算法及模擬退火算法在翼型剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)中的合理性和可行性。對(duì)兩種優(yōu)化算法的優(yōu)化效果在不同算例中進(jìn)行了對(duì)比,同時(shí),對(duì)比了兩種算法的優(yōu)化效率,此外,還對(duì)優(yōu)化過程的可視化程度進(jìn)行了對(duì)比,用以衡量何種優(yōu)化算法更適合應(yīng)用于水翼剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)中。討論了優(yōu)化過程中各個(gè)要素

4、設(shè)定不同對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,獲得了一些通用的規(guī)律。
   最后,將結(jié)合優(yōu)化算法的翼型剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果引入到螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題中,對(duì)螺旋槳進(jìn)行了以提高其推進(jìn)效率為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì),采用了4119螺旋槳作為優(yōu)化的原型槳,通過優(yōu)化成功提高了其推進(jìn)效率,證明了遺傳算法及模擬退火算法在螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用的合理性及可行性:對(duì)4119螺旋槳的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,以進(jìn)速系數(shù)0.5的狀態(tài)為例,通過結(jié)合模擬退火算法優(yōu)化,約提高螺旋槳推進(jìn)效率4.33

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