● 摘要
现代飞机气动设计面临设计参数较多和计算成本高昂等问题，如何权衡诸多设计因素并发展出高效的设计方法已经成为大型飞机气动设计的重要研究方向。大型飞机增升装置气动设计对飞机气动性能有着重要影响。在设计过程中，如何选取合理的增升装置缝道参数，是增升装置气动设计的关键问题之一。优化设计技术作为提高增升装置气动设计工程实用性的重要手段，也使高效低耗的气动设计成为可能。
对优化设计的研究离不开科学的优化思想、合理的优化方法及高效的优化系统。本文的研究工作借鉴了成熟的遗传算法优化框架作为优化方法研究的理论基础。本文基于经典遗传算法理论，针对算法易产生欺骗现象、存在初始种群依赖性以及高维设计空间寻优低效等问题，研究了遗传算法改进策略，并发展了一种利用敏度分析改进遗传算法的嵌套双循环优化方法。本文利用实验室现有的高性能计算环境和第三方支持功能模块，设计了适用于大型客机增升装置气动优化设计的、以提高气动性能为目标的优化系统及优化流程，建立了相应工作流，并在此基础上，对优化系统各子功能模块进行详细设计和开发。
为验证优化方法的合理性和优化系统的可行性，本文对增升装置的二维三段翼型进行了优化算例测试。优化结果表明，优化后翼型的气动性能，包括升力系数、阻力系数、升阻比等提升明显，优化方法合理且优化系统运行稳定。