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本发明涉及一种高速飞行器升力面气动热结构多学科优化设计平台，属于现代高速飞行器设计技术领域。本发明针对高速飞行器升力面设计时对气动热环境下升力面热颤振分析的需求，考虑气动热结构之间的正向关系，对气动加热计算、瞬态热传导分析、结构热模态分析、非定常气动力以及热颤振分析在内的气动热结构一体化分析方法进行研究，并对以最危险热颤振速度为约束，升力面结构质量为目标函数的气动热结构多学科优化设计进行研究，达到对高速飞行器升力面优化设计的目的。本发明突破了现有高速飞行器设计中尚无结合气动热三方面对结构的影响进行多学科设计优化的问题，提出了一套高速飞行器气动热结构优化设计方法和途径，且方案简单，效率高。

高速飞行器升力面气动热结构多学科优化设计平台，其特征在于：包括优化模块、结构几何模块、气动加热模块、瞬态热传导模块、热应力模块、热模态模块和颤振模块；其中，优化模块对飞行器升力面系统进行优化，结构几何模块实现结构参数化建模，气动加热模块获得升力面飞行过程中的表面温度，瞬态热传导模块对升力面结构进行瞬态热传导计算，热应力模块对升力面结构进行热应力分析得到应力场，热模态模块对升力面结构进行热模态分析，颤振模块对升力面结构进行颤振分析；上述各模块顺次相连，前一个模块的输出作为下一个模块的输入；并将颤振模块的输出作为优化模块的输入，以驱动整个系统平台不断的进行计算寻优，直到满足自动收敛准则，则优化模块输出当前最小质量和对应的热颤振速度

多学科设计优化（Multidisciplinary Design Optimization, MDO）是一种通过充分探索和利用工程系统中相互耦合作用的协同机制来设计复杂系统的方法论。相比传统的单学科优化设计，多学科设计优化是综合了子系统耦合效应来设计复杂工程系统的方法论，包括考虑学科间的相互耦合和平衡、关注整体性能最优、加强概念设计比重、可选择应用优化方法等。该方法已经在飞行器设计领域，尤其是高速飞行器中得到了广泛的应用，能够有效解决飞行器各子系统之间的耦合作用关系，并对飞行器进行系统综合设计，最终获得系统总体性能更优的设计结果。经济高效，其有着广泛的应用前景。

来自北京理工大学，项目的研究团队由刘莉;朱华光;龙腾;王正平;李昱霖组成。刘莉，宇航学院航空宇航科学与技术学科教授、博士生导师，长期从事飞行器总体设计、飞行器结构分析与设计等方面的教学科研工作。主持承担国家自然科学基金面上项目、国防重点科研项目、研究院所合作项目多项，研究成果获国家技术发明二等奖1项、国防技术发明二等奖2项、部级科技进步二等奖2项/三等奖1项，出版专著1部，以第一译著者出版译著1套，发表论文80余篇，获授权发明专利30余项。主编出版教材2部，获批工业和信息化部“十四五”规划教材1部，主讲课程获批国家级一流本科课程1门、北京高校优质本科课程1门（重点），自制实验教学设备获得全国高等学校教师自制实验教学仪器设备创新大赛自由设计类一等奖1项，获得北京市教育教学成果（高等教育）一等奖1项，获评北京高等学校专业课（公共课）优秀主讲教师。牵头获批国家级一流专业建设点1个、北京高校优秀本科育人团队1个、北京理工大学虚拟教研室1个。现任武器系统国家级虚拟仿真实验教学中心主任、航空航天工程北京市实验教学示范中心主任。

本项目研发的产品，基于市场需求。经本发明对称飞行器进行了多学科设计优化，建立了飞行器多学科设计优化框架，考虑了外形、气动、结构、热防护、飞行轨迹等学科，对学科间的参数耦合关系进行了梳理和阐述，并对该飞行器开展了优化设计，通过系统级优化最终得到了最优设计方案。为我国技术的发展奠定基础，为我国技术的发展奠定基础，并扩大其在化工、石化、船舶、环保、军工、海工、轻工等领域等领域的应用。

目前处于何种研发阶段： ☒研发 ☐小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他：□如选择“其他”，请说明：。 已投入成本： 500000 元。 推广应用情况：已用于学术研究。转化方式：合作开发