使用新型飞机设计框架对 NASA 升力加巡航概念进行大规模多学科设计优化
计算工程、金融与科学
2023-05-01 v1 最优化与控制
摘要
eVTOL 飞机的概念设计是一个涉及大量连续设计参数的高维优化问题。因此，eVTOL 设计方法将受益于能够使用飞机的综合多学科模型系统搜索这些高维参数空间的数值优化算法。通过利用敏感性分析方法的最新进展，一个名为综合飞机高维设计环境（Comprehensive Aircraft high-Dimensional DEsign Environment, CADDEE）的计算框架已被开发用于电动空中出租车的大规模多学科设计优化（MDO）。CADDEE 使用以几何为中心的方法，以可微方式将几何变化传播到任意保真度水平的基于物理的模型网格。本文通过展示 NASA Lift+Cruise eVTOL 概念的大规模 MDO 结果，演示了这一新型飞机设计工具的能力。展示了具有超过 100 个设计变量、17 个约束以及关键学科低保真预测模型的 MDO，在台式计算机上优化时间小于一小时。结果显示总重减少了 11.4%，并表明 CADDEE 在 eVTOL 飞机的概念设计与优化中具有重要价值。
引用
@article{arxiv.2304.14889,
title = {Large-scale multidisciplinary design optimization of the NASA lift-plus-cruise concept using a novel aircraft design framework},
author = {Marius L. Ruh and Darshan Sarojini and Andrew Fletcher and Isaac Asher and John T. Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.14889},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 15 figures