● 摘要
乘波型高超声速飞行器是一种采用新型气动布局的近空间飞行器，在未来的航空航天领域内具有着非常广阔的应用前景。由于乘波型高超声速飞行器采用了机体/推进系统一体化布局，作为飞行器整体布局的一部分，超燃冲压发动机在整个飞行器飞行过程中不仅仅提供推力，还在很大程度上影响着升力以及俯仰力矩。超燃冲压发动机由进气道、隔离段、燃烧室以及尾喷管组成，而尾喷管则是提供推力的主要构件，并且在产生推力的同时还会影响到飞行器后体下壁面的压强分布，从而影响升力与俯仰力矩。因此，对乘波型高超声速飞行器后体/尾喷管进行优化设计可以在很大程度上提升飞行器整体的飞行性能。本文在学习理解多目标遗传算法的基础上，针对二维后体/尾喷管上壁面型线进行了优化设计，实现了基于Bezier曲线的型线参数化描述，并进一步实现了流场网格划分与求解过程的自动化过程的集成；通过分别采用响应面（RSM）方法与Kriging方法建立了优化代理模型，并完成了以升力、推力以及俯仰力矩为目标的多目标优化。研究结果表明，本文建立的通过代理模型进行优化的方法是切实可行的，这不仅可以大大节省数值模拟所需要的时间以及计算成本，还可以获得可信度较高的优化结果，为以后的深入研究提供参考。