[發明專利]考慮三維因素的短艙進氣道設計幾何參數化方法

在審

• 申請號: 202110471565.8
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113127994A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王舒悅;曹晨;王聰;王立悅;張浩;王愷迪;孫剛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F111/04;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.考慮三維因素的短艙進氣道設計幾何參數化方法，其特征在于具體步驟如下：首先面向短艙進氣道的優化，建立基于三維幾何約束的設計空間，然后利用本征正交分解方法，最后求解得到生成面向問題的新設計變量；

(1)建立基于三維幾何約束的設計空間

首先對短艙剖面曲線的幾何參數進行充分采樣，建立一個三維短艙進氣道形狀樣本庫，所述幾何參數通過Class-Shape Transformation方法(CST)獲得，設計空間的建立方法適應用于任意幾何參數；所述的幾何樣本庫必須滿足設定的三維約束條件；如果采樣的幾何形狀樣本庫不滿足設定的三維約束條件，則將其過濾掉；

(2)利用本征正交分解(POD)方法處理樣本

對于步驟(1)得到的滿足三維約束條件的樣本庫采用POD方法，表示短艙進氣道三維形式模態的CST參數組合，所述CST參數組合為基于一個由設計變量組合形成的矩陣Z，該矩陣Z中的第i行記為z⁽ⁱ⁾，每一行矩陣均為10個描述一組短艙剖面曲線的對應CST參數的集合；i不僅是Z的行數，同時也是上述充分采樣得到的形狀樣本庫中的樣本序號，表示某一發動機進氣道表面形狀；然后對矩陣Z進行處理：

如式(1)所示，對于矩陣z的每一行數據z⁽ⁱ⁾，將其中CST參數的平均值部分刪除，為下一步進行奇異值分解數學處理做準備；為矩陣Z的初始數據中的第i行，為矩陣Z每一行的平均值，為處理后等待奇異值分解的矩陣Z的第i行；然后，進行奇異值分解：

Z_SVD＝U·σ·V (2)

矩陣Z_SVD通過奇異值分解獲得式(2)的形式，其中：U和V均為酉矩陣,U的列向量均為矩陣Z_SVD的左奇異向量，V的行向量均為矩陣Z_SVD的右奇異向量；σ為對角矩陣，其對角線元素可以按降序排列，表示模態的重要性；

(3)求解得到生成面向問題的新設計變量

如式(3)所示，針對矩陣Z_SVD，首先得到相關矩陣R，然后對其進行特征值分解，得到特征值和相應的特征向量，然后求解得到面向短艙進氣道設計的新設計變量v_j：

如式(4)所示，其中j表示按照問題需求設定的設計變量數目的序號，α_j為控制新設計變量的幅值影響的系數，通過加上上述步驟處理的參數平均值，就可以還原得到可以參數化描述的幾何形狀