基因演算法於二維翼形逆向設計之應用

Application of Genetic Algorithms to Inverse Design of Two - Dimensional Foils

郭真祥(J. S. Kouh) ； 劉佳龍(C. L. Liu)

《中國造船暨輪機工程學刊》 22卷4期 (2003/11) Pp. 173-181

https://doi.org/10.29982/JTSNAME.200311.0002

摘要

本研究的目標在於處理二維翼形設計的問題。其中搜尋方法，採用基因演算法，該法係模擬自然演化之過程，以求得最佳解之方法。由於其強韌性及全域搜尋之優點，目前已被廣泛應用於各種工程領域之最佳化設計算上。基於上述理由，結合基因演算法及勢流計算程式，針對給定之壓力分佈進行二維翼形之逆向設計。設計目標的達成分為兩個步驟，首先求取滿足設計參數的壓力分佈，其中將設計參數限制條件方式表示，經由基因演算法尋求符合限制條件的壓力分佈。壓力分佈曲線係採用B木條曲線(B-spline)來表示，藉由其控制點的移動，可使曲線產生局部變形，同時導入基因演算法求取控制點，使壓力分佈滿足設定之目標函數與限制條件。其次，將前一步驟所得之壓力分佈設為目標函數，由該壓力分佈逆向計算對應的二維翼形狀，其中二維翼外形同樣以B木條曲線表示，並結合勢流計算程式與基因演算法，以求得對應於滿足設計條件之壓力分佈的二維翼幾何外形。將上述兩個步驟加以結合，以建立一套二維翼形的設計工具

關鍵字

二維翼形設計 ； 基因演算法 ； 逆向設計

並列摘要

The purpose of this research is to deal with optimal design problems of two-dimensional hydrofoils. For the optimization we will adopt genetic algorithms (GAs). GAs are known to be robust optimization algorithms and have been getting wide popularity in the field of numerical optimization. In the research
we divide the method into two steps. First, we attempt to improve the pressure distribution of known hydrofoil sections by GA’s. And then we link the potential flow calculation method for two-dimensional hydrofoils, and GA’s to solve the inverse problems with a specified pressure distribution.(Manuscript received Sep. 3, 2002, Accepted for publication Oct. 6, 2003)

並列關鍵字

Two-Dimensional Foil Design ； Genetic Algorithms ； Inverse Design