论文:2012,Vol:30,Issue(1):80-87
引用本文:
李丁, 夏露. 基于膜概念和Kriging模型混合优化算法的翼型设计[J]. 西北工业大学
Li Ding, Xia Lu. A New and Better HMCK (Hybrid Algorithm Based on Membrane Concept and Kriging Model) Algorithm for Airfoil Design[J]. Northwestern polytechnical university

基于膜概念和Kriging模型混合优化算法的翼型设计
李丁, 夏露
西北工业大学 翼型、叶栅空气动力学国防科技重点实验室,陕西 西安 710072
摘要:
在气动优化设计中,发展一些计算代价小同时又具有较好的全局/局部搜索平衡能力的优化算法十分重要。针对此,文章提出了一种基于膜概念和Kriging模型的混合优化算法。该算法对细胞膜的结构和新陈代谢运作机制进行了仿真,将粒子群优化算法与差分进化算法有机地结合了起来,增强了算法的寻优能力,同时,引入Kriging模型进行预估寻优,极大地减少了计算开销。函数测试结果表明,该混合算法具有很好的寻优能力。将该算法应用到单段翼翼型和两段翼翼型的设计之中,取得了良好的结果。
关键词:    气动    翼型    算法    设计    流程图    效率    迭代方法    机制    数值方法    优化    Kriging模型   
A New and Better HMCK (Hybrid Algorithm Based on Membrane Concept and Kriging Model) Algorithm for Airfoil Design
Li Ding, Xia Lu
National Key Laboratory of Aerodynamic Design and Research, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China
Abstract:
We propose what we believe to be a new and better algorithm which we call HMCK algorithm that hasboth good global search ability and good local search ability but has lower computational cost for aerodynamic optimi-zation.Sections 1, 2 and 3 explain our HMCK algorithm; their core consists of: (1) we simulate the structure ofcell membrane and its mechanism of metabolism and combine the particle swarm optimization (PSO) algorithm withthe differential evolution (DE) algorithm,thus enhancing the optimization efficiency; (2) we introduce the Krigingmodel into our HMCK algorithm in order for it to have some prediction and optimization ability and reduce its com-putational cost.Section 4 performs the function test of our HMCK algorithm; the function test results,given in Ta-bles 1 and 2,show preliminarily that our HMCK algorithm has much better optimization ability than the PSO algo-rithm and the DE algorithm.Section 5 applies our HMCK algorithm to the design of single-section airfoil and thedouble-section airfoil respectively; the design results,presented in Figs.3 through 6,show preliminarily that ourHMCK algorithm does have better optimization efficiency.
Key words:    aerodynamics    airfoils    algorithms    design    flowcharting    efficiency    iterative methods    mechanisms    numerical methods    optimization    pressure distribution    simulation    drag    particle swarm optimiza-tion    differential evolution    membrane concept    Kriging model   
收稿日期: 2011-04-16     修回日期:
DOI:
基金项目: 西北工业大学翱翔之星计划;国家自然科学基金(11172242)资助
通讯作者:     Email:
作者简介: 李丁(1987-),西北工业大学硕士研究生,主要从事飞行器设计的研究。
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