北京理工大学龙腾获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115906292B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310020867.2,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法是由龙腾;叶年辉;史人赫;孙景亮;李昊达设计研发完成,并于2023-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开的一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法,属于跨介质飞行器、航行器应用领域。本发明实现方法为:构建抗击水的飞行器构型,该构型顶部为飞行器旋成体,底部采用两段式滑行面构型,底部构型以龙骨线所在平面形成面对称构型;采用滑行艇滑行面底部构型尽可能降低高速击水时飞行器的冲击过载,同时降低击水导致的水平速度损失与出水时刻俯仰角,并结合近似优化技术对抗击水飞行器构型参数进行调整寻优,通过代理模型代替抗击水飞行器高速击水的流固耦合分析模型,在满足各飞行运动学参数的前提下,进一步降低冲击载荷。本发明能够适合应用于跨介质飞行器高速掠海飞行状态,能够降低高速击水冲击载荷并保证击水复飞飞行弹道稳定性。
本发明授权一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于代理模型的抗击水飞行器近似优化方法,其特征在于:包括如下步骤, 步骤A:确定抗击水飞行器工况、外形、载荷条件; 步骤B:结合常规飞行器与水上滑行艇的结构特点,构建抗击水飞行器构型;该构型顶部为常规飞行器旋成体,底部采用两段式滑行面构型,底部构型以龙骨线所在平面形成面对称构型;在高速击水时以艏部滑行面触水方式降低飞行器的浸湿面积,从而减少飞行器击水的冲击过载,同时降低击水速度损失与出水俯仰角,提升击水复飞弹道稳定性;所述抗击水飞行器构型通过13个控制点实现几何外形唯一表征,即实现抗击水飞行器几何参数化模型构建;13个控制点的空间位置由以下参数确定:艏部长度与总长的比值、前部长度与总长的比值、中部长度与总长的比值、最大宽度与总长的比值、底部型深与总长的比值、艏部倾角、前部倾角、艏部滑行面宽度与最大宽度的比值、前部滑行面宽度与最大宽度的比值、中部滑行面宽度与最大宽度的比值、艏部滑行面倾角、前部滑行面倾角、中部滑行面倾角、艏部宽度与最大宽度的比值、前部宽度与最大宽度的比值; 步骤C:基于结构化拉格朗日-欧拉法建立飞行器击水过程的流固耦合分析模型,通过构建空气-水域结构化网格,在飞行器击水位置附近以及空水交接面处划分精细化网格,从而防止流固耦合分析过程中液体渗漏现象、提升飞行器击水过程的流固耦合分析效率; 步骤D:构建抗击水飞行器优化问题模型,以飞行器构型参数为优化变量,在满足抗击水飞行器约束条件下,使得抗击水飞行器的击水最大冲击过载最小;所述抗击水飞行器约束条件包括水平速度损失、出水俯仰角、各部位截面半径、出水垂直速度; 步骤E:采用代理模型辅助差分进化算法对抗击水飞行器优化问题进行优化,优化问题中约束函数和目标函数由步骤B、步骤C确定;以击水最大冲击过载最小为优化目标,通过对抗击水飞行器几何参数进行优化,在满足抗击水飞行器速度损失、出水俯仰角、各部位截面半径、出水垂直速度约束条件下,优化得到抗击水飞行器构型优化参数;优化过程主要分为全局探索与局部搜索两个阶段:在全局探索阶段,通过KRG代理模型提供的抗击水飞行器击水冲击过载预测方差,构建基于约束改善度与最优适应度的可行准则,从而引导最优构型解附近收敛;在局部搜索阶段,为了有效折中代理模型的鲁棒性、近似精度与构造效率,采用RBF构造抗击水飞行器局部优化问题并结合序列二次规划方法求解,从而提高优化收敛速度。
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