大型飞机优化设计平台后处理系统的研究与实现

bb20920d · 发表于 2022-5-3 10:10:53

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作为减轻结构重量，提高飞行器性能的有效途径，优化设计工作在现代大型飞机设计过程中不可或缺。随着新材料、新技术的发展，大型飞机优化设计工作的复杂度与综合性越来越高，从总体参数的优化，到结构有限元分析，再到气动弹性计算、噪声计算、结构强度计算等题目，优化涉及的学科领域与工作量也大大增加。由于现代大型飞机系统高复杂度、高集成性的特点，优化设计工作往往是大设计变量、高计算量的应用模式，这样的应用模式单纯依靠设计者的人工操作是很难实现的，必须寻求一种更为高效的优化方法，并在此基础上构建一个直观、便捷、友好的优化设计平台。工欲善其事，必先利其器，一个优秀的优化设计平台需要集成后处理子系统来更好地处理与展示优化过程中生成的大量数据，用以辅助设计过程，提高优化工作的效率。本文以基于网格与遗传算法的大型飞机优化设计平台为基础，设计并开发了B/S架构的后处理系统，实现了结果文件的自动收集与整理、模型数据的可视化显示、优化过程重现、优化报告自动生成等功能目标。本系统采用作业信息数据库与文件系统相结合的信息存储方式，利用模块化设计思想组织系统的业务逻辑，集成MSC.Patran、DesParO、MATLAB、JFreeChart等多种第三方软件与绘图工具包，将大型飞机优化设计过程及其中抽象的数据结果以曲线、图片、图表、动画等视觉表现元素的形式直观地展现给设计人员，取得了良好的效果。本系统采用Java语言及其相关技术作为开发工具，选用成熟的web服务器软件与数据库管理系统，可以方便快捷地完成运行环境构建及功能模块部署，跨平台性能良好。本系统创造性地将大型飞机复合材料翼面跨音速颤振速度响应面的可视化工作融入其中，能够计算复合材料层合板的三向刚度可行域，按照特定的参数自动查询响应面，并完成响应面三维剖面的绘制，为设计人员提供了分析决策的素材与依据。本文研究与实现的后处理系统经过实际运行测试与功能验证，成功达到预期的设计目标，系统能够完成科学计算可视化与数据可视化工作，有效减少设计人员的工作量，成为大型飞机优化设计平台数据处理与展示的窗口与途径。

大型飞机优化设计平台后处理系统的研究与实现

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