题目：翼身组合体的变可信度优化设计

随着计算机性能的不断提高以及CFD理论的日臻完善，优化设计方法作为一种新兴的设计方法被越来越多的工程设计人员利用到产品设计、改进中。优化设计问题需要对能够反映设计者设计要求的目标函数和约束条件进行分析，有时这些函数的形式比较复杂，使得设计的时间有所延长。工程上一般利用可信度比较低的模型进行分析，最后利用高可信度模型进行修正，这样虽然优化设计的效率可以保证，但却不能满足一定的精度要求。优化设计需要在优化时间和优化效率方面做出权衡。 本文根据前人提出的近似模型管理的思想，发展出一种应用于翼身组合体优化设计的变可信度优化设计方法。变可信度优化设计的主要思想就是结合高、低可信度模型的优势，优化计算主要在低可信度模型上进行，利用低可信度模型进行优化得到的结果通常需要重新进行缩放以保证该优化方法得到的结果收敛到高可信度问题的最优点。这一方法得益于低可信度模型计算成本低，能够给出好的搜索方向，当然就可以保证得到的优化结果收敛到高可信度优化问题的最优点。 本文采用多重网格N-S 计算方法作为高可信度模型，全位势有粘无粘迭代方法作为低可信度模型，进行翼身组合体的变可信度气动优化设计。优化目标选择的是升阻比，优化过程中固定升力系数。采用两种不同的优化设计思路对翼身组合体外形进行优化设计，首先沿展向给定5个控制剖面，选择各个控制剖面的厚度和扭转角，进行厚度扭角的优化设计；继而保持机翼剖面形状不变，选择展弦比、根梢比和前缘后掠角作为设计变量，进行机翼平面形状的优化。从厚度扭角优化算例的结果可以看出，高可信度模型优化得到的结果和变可信度优化的结果几乎相同，但变可信度优化的计算效率却大大提高；而对于改变平面形状的优化算例，高可信度优化、变可信度优化及低可信度优化的结果几乎相同，但计算时间却相差很大，低可信度优化结果可以满足一定工程设计精度的要求。变可信度优化方法具有很广泛的工程实用价值。