基于响应面方法的AUV水动力外形优化

为增强水下滑翔机运动灵活性，提升多工况任务切换能力，提出了基于四螺旋桨驱动与重浮心调整相结合的混合驱动水下航行器的结构方案。对初始外形的水动力进行数值模拟，得出了阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势，并基于响应面方法(RSM)和多目标遗传算法(MOGA)对外形几何参数展开了以提高升阻比和减小质量为目标的优化设计，构建二阶响应面模型分析了目标变量随结构几何参数的变化趋势，通过MOGA算法搜索了全局最优解。优化后的升阻比由0.678提高到0.788,壳体质量由26.3 kg降低到24.25 kg,增强了外形水动力性能。该研究方法适用于自主水下航行器(AUV)外形结构的优化，研究结果可为AUV水动力性能的提升提供参考，具有工程指导意义。