Источник: ASME, 2000-GT-3, 2000
При оптимизации авиационного двигателя исследователь, как правило, располагает несколькими инструментами анализа — различающимися по уровню сложности и точности. Высокоточные инструменты — детальные нелинейные математические модели или даже физические образцы двигателя и его компонентов — дают достоверные результаты, однако их применение в оптимизационных расчётах сопряжено со значительными временными затратами. Низкоточные модели позволяют вести поиск оптимума быстрее, но достоверность получаемых результатов может оказаться недостаточной.
Таким образом, на практике наиболее перспективными становятся методы, основанные на адаптивном сочетании инструментов анализа разных уровней.
Предложенный подход
В статье представлена процедура многокритериальной оптимизации авиационных силовых установок и их компонентов, основанная на адаптивном использовании инструментов анализа разных уровней точности. Цель процедуры — свести к минимуму число обращений к дорогостоящим высокоточным инструментам, используя их лишь там, где это действительно необходимо.
В основе метода лежит косвенная оптимизация на базе самоорганизации, которая обеспечивает численное нахождение Парето-оптимального множества решений, равномерно распределённого в пространстве критериев — то есть инженер получает не одну точку, а полный фронт компромиссных вариантов.
Демонстрационные примеры
Эффективность процедуры подтверждается на двух задачах.
Первая — поиск оптимальных законов управления силовой установкой самолёта короткого взлёта и вертикальной посадки (СВВП) на режиме взлёта: 50 переменных, 2 критерия.
Вторая — оптимизация многоступенчатого осевого компрессора с целью максимизации КПД: 42 переменные, 2 критерия.
Обе задачи относятся к категории высокоразмерных и вычислительно дорогих — именно там преимущество предложенного метода проявляется наиболее отчётливо.
ASME Paper 2000-GT-3 · 2000
