【机翼设计】基于遗传算法优化机翼形状设计问题附matlab代码

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⛄ 内容介绍

​传统优化算法能够充分利用问题本身所提供的信息与邻域知识,在搜索空间中从一个初始点按照某种确定的原则去寻找下一个迭代点,搜索过程具有针对性,而且收敛速度快、局部寻优能力强。 遗传算法是模拟生物在自然环境中的进化过程而形成的一种全局优化概率搜索算法,其搜索过程是从一群初始点开始搜索,具有很强的全局寻优能力。为了降低飞机机翼结构的位移变化幅度,合理优化飞机机翼结构,开展基于遗传算法的飞机机翼结构拓扑优化设计方法研究,通过飞机机翼编码矩阵,检查拓扑结构外形,设计飞机机翼拓扑结构标准化约束条件,转换飞机机翼结构适应值,完成优化设计.通过对比实验证明,设计方法在应用到实际飞机机翼结构优化中时,能够实现对其结构的合理设计,提高机翼的承载能力,进一步实现对结构总重的降低,为飞机飞行安全提供保障.

⛄ 部分代码

function a=parsec(p)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%555

% This function determines a=[a1, a2, ...an] to solve the airfoil polynomial.

% Zn=an(p)*X^(n-1/2), where n is the number of coordinates for the upper or

% lower surface. 

% 

% Input is a vector of PARSEC parameters p=[p1, p2, ...pn] where

% p1=rle         

% p2=Xup

% p3=Yup

% p4=YXXup

% p5=Xlow

% p6=Ylow

% p7=YXXlow

% p8=yte

% p9=delta yte (t.e. thickness)

% p10=alpha te

% p11=beta te

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5

c1=[1,1,1,1,1,1];

c2=[p(2)^(1/2),p(2)^(3/2),p(2)^(5/2),p(2)^(7/2),p(2)^(9/2),p(2)^(11/2)];

c3=[1/2, 3/2, 5/2, 7/2, 9/2, 11/2];

c4=[(1/2)*p(2)^(-1/2), (3/2)*p(2)^(1/2),(5/2)*p(2)^(3/2),(7/2)...

    *p(2)^(5/2),(9/2)*p(2)^(7/2),(11/2)*p(2)^(9/2)];

c5=[(-1/4)*p(2)^(-3/2),(3/4)*p(2)^(-1/2),(15/4)*p(2)^(1/2),(35/4)...

    *p(2)^(3/2),(53/4)*p(2)^(5/2),(99/4)*p(2)^(7/2)];

c6=[1,0,0,0,0,0];

Cup=[c1; c2; c3; c4; c5; c6];

c7=[1,1,1,1,1,1];

c8=[p(5)^(1/2),p(5)^(3/2),p(5)^(5/2),p(5)^(7/2),p(5)^(9/2),p(5)^(11/2)];

c9=[1/2, 3/2, 5/2, 7/2, 9/2, 11/2];

c10=[(1/2)*p(5)^(-1/2), (3/2)*p(5)^(1/2),(5/2)*p(5)^(3/2),(7/2)...

    *p(5)^(5/2),(9/2)*p(5)^(7/2),(11/2)*p(5)^(9/2)];

c11=[(-1/4)*p(5)^(-3/2),(3/4)*p(5)^(-1/2),(15/4)*p(5)^(1/2),(35/4)...

    *p(5)^(3/2),(53/4)*p(5)^(5/2),(99/4)*p(5)^(7/2)];

c12=[0,0,0,0,0,1];

Clo=[c7; c8; c9; c10; c11; c12];

bup=[p(8)+p(9)/2;p(3);tand(p(10)-p(11)/2);0;p(4);(sqrt(2*p(1)))];

blo=[p(8)+p(9)/2;p(6);tand(p(10)-p(11)/2);0;p(7);(sqrt(2*p(1)))];

aup=linsolve(Cup,bup); 

alower=linsolve(Clo,blo);

a(:,1)=aup;

a(7:12,1)=alower;

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1]李倩, 詹浩, 邓阳平. 基于遗传算法的旋转机翼飞机机翼优化设计[J]. 航空计算技术, 2008, 38(6):3.

[2]史旭东, 陈亮, 张碧辉,等. 基于遗传算法的大展弦比复合材料机翼结构优化设计[J]. 航空工程进展, 2015, 6(1):6.

[3]周志强, 胡宗浩, 邢本东,等. 基于遗传算法的飞机机翼结构拓扑优化设计方法[J]. 内燃机与配件, 2021(24):3.

⛳️ 完整代码

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