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本发明提供了一种自主水下航行器的表面附体布局优化方法，所述方法建立附体在航行器表面分布的参数化模型，表示附体在航行器表面的位置，以布局对航行器流体动力的影响最小为目标，建立优化问题模型，并采用自动仿真计算框架来评估附体布局优劣，利用代理模型辅助进化算法进行寻优，以得到最优的布局。

本发明属于水下航行器的表面附体布局优化相关技术领域，其公开了一种自主水下航行器的表面附体布局优化方法，包括以下步骤：(1)构建水下航行器的附件的参数化模型；(2)构建优化问题模型；(3)构建目标函数的自动计算框架及样本数据库；(4)利用全局组合代理模型筛选差分进化算法种群最好布局，将结果放入数据库；(5)利用全局组合代理模型筛选差分进化种群不确性性最大的布局，并将结果放入数据库；(6)采用优化器搜索局部组合代理模型最优解，并将结果放入数据库；(7)判断真实函数值对应的样本数量是否达到预设值，进而确定得到最佳表面附体布局或者转至步骤(4)。本发明减少了仿真模型调用次数，高效地搜索最优布局设计。

自主水下航行器作为一种水下无人平台，在海洋目标追踪、海洋环境开发、海洋资源探测等领域具有广泛应用。航行器依靠自身携带的能源完成预置任务，要求其具有大航程、长航时、高负载的特点。回转体是水下航行器广泛使用的形状，由于航行器体积限制，能源携带量有限，限制了其任务执行时间。增大能源携带量会增加航行器的体积与重量，增大航行阻力，进而增加能源消耗。通过对水下航行器表面附体的布局进行优化设计，能够减小航行阻力，达到增加航程和航时的效果。

随着计算流体力学(CFD)的发展，采用计算机仿真的方法评估水下航行器外形流体动力布局的优劣成为普遍使用的方式。相对于经验公式，CFD方法能够得到准确、可靠的结果。虽然利用CFD方法进行仿真分析十分有效，但是该过程是比较耗时的；当优化方法对仿真模型进行成百上千次调用，需要耗费大量的计算资源，严重影响产品设计周期。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

1.对附体在水下航行器表面的布局进行参数化，用一组设计变量表示一种附体布局设计，以附体布局对航行器流体动力的影响作为优化目标，建立优化问题模型。

2.采用代理模型辅助进化算法对优化问题进行寻优，建立全局组合代理模型对进化种群进行筛选，选择最优和不确定性最大的附体布局设计，建立局部组合代理模型，利用优化器进行模型最优解搜索，减少了仿真模型调用次数，高效地搜索最优布局设计。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。