北京理工大學龍騰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115906292B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310020867.2,技術領域涉及:G06F30/15;該發明授權一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法是由龍騰;葉年輝;史人赫;孫景亮;李昊達設計研發完成,并于2023-01-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法在說明書摘要公布了:本發明公開的一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法,屬于跨介質飛行器、航行器應用領域。本發明實現方法為:構建抗擊水的飛行器構型,該構型頂部為飛行器旋成體,底部采用兩段式滑行面構型,底部構型以龍骨線所在平面形成面對稱構型;采用滑行艇滑行面底部構型盡可能降低高速擊水時飛行器的沖擊過載,同時降低擊水導致的水平速度損失與出水時刻俯仰角,并結合近似優化技術對抗擊水飛行器構型參數進行調整尋優,通過代理模型代替抗擊水飛行器高速擊水的流固耦合分析模型,在滿足各飛行運動學參數的前提下,進一步降低沖擊載荷。本發明能夠適合應用于跨介質飛行器高速掠海飛行狀態,能夠降低高速擊水沖擊載荷并保證擊水復飛飛行彈道穩定性。
本發明授權一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法在權利要求書中公布了:1.一種基于代理模型的抗擊水飛行器近似優化方法,其特征在于:包括如下步驟, 步驟A:確定抗擊水飛行器工況、外形、載荷條件; 步驟B:結合常規飛行器與水上滑行艇的結構特點,構建抗擊水飛行器構型;該構型頂部為常規飛行器旋成體,底部采用兩段式滑行面構型,底部構型以龍骨線所在平面形成面對稱構型;在高速擊水時以艏部滑行面觸水方式降低飛行器的浸濕面積,從而減少飛行器擊水的沖擊過載,同時降低擊水速度損失與出水俯仰角,提升擊水復飛彈道穩定性;所述抗擊水飛行器構型通過13個控制點實現幾何外形唯一表征,即實現抗擊水飛行器幾何參數化模型構建;13個控制點的空間位置由以下參數確定:艏部長度與總長的比值、前部長度與總長的比值、中部長度與總長的比值、最大寬度與總長的比值、底部型深與總長的比值、艏部傾角、前部傾角、艏部滑行面寬度與最大寬度的比值、前部滑行面寬度與最大寬度的比值、中部滑行面寬度與最大寬度的比值、艏部滑行面傾角、前部滑行面傾角、中部滑行面傾角、艏部寬度與最大寬度的比值、前部寬度與最大寬度的比值; 步驟C:基于結構化拉格朗日-歐拉法建立飛行器擊水過程的流固耦合分析模型,通過構建空氣-水域結構化網格,在飛行器擊水位置附近以及空水交接面處劃分精細化網格,從而防止流固耦合分析過程中液體滲漏現象、提升飛行器擊水過程的流固耦合分析效率; 步驟D:構建抗擊水飛行器優化問題模型,以飛行器構型參數為優化變量,在滿足抗擊水飛行器約束條件下,使得抗擊水飛行器的擊水最大沖擊過載最小;所述抗擊水飛行器約束條件包括水平速度損失、出水俯仰角、各部位截面半徑、出水垂直速度; 步驟E:采用代理模型輔助差分進化算法對抗擊水飛行器優化問題進行優化,優化問題中約束函數和目標函數由步驟B、步驟C確定;以擊水最大沖擊過載最小為優化目標,通過對抗擊水飛行器幾何參數進行優化,在滿足抗擊水飛行器速度損失、出水俯仰角、各部位截面半徑、出水垂直速度約束條件下,優化得到抗擊水飛行器構型優化參數;優化過程主要分為全局探索與局部搜索兩個階段:在全局探索階段,通過KRG代理模型提供的抗擊水飛行器擊水沖擊過載預測方差,構建基于約束改善度與最優適應度的可行準則,從而引導最優構型解附近收斂;在局部搜索階段,為了有效折中代理模型的魯棒性、近似精度與構造效率,采用RBF構造抗擊水飛行器局部優化問題并結合序列二次規劃方法求解,從而提高優化收斂速度。
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