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摘要
为了在可接受时长内获得高空螺旋桨气动方案的最优解，提出一种基于贝叶斯优化框架的高空螺旋桨气动外形设计方法。该方法以拉丁超立方抽样获取螺旋桨气动外形参数的初始样本点，建立以该参数为输入、CFD获取螺旋桨气动性能为输出的初代高斯过程模型；通过遗传算法和三种并行加点准则获取新样本点，CFD模拟新样本点的气动性能，自适应更新高斯过程模型。该方法使新样本点快速向最优解附近集中，提高最优解附近的模型近似精度。为验证模拟方法，对某高空螺旋桨进行加工和地面试验，和模拟结果相比，试验推力平均误差2.34%，扭矩平均误差3.33%。以课题组自研的6个低雷诺数翼型为基础，使用该方法对某高空太阳能无人机螺旋桨优化设计，优化结果使螺旋桨在设计点推力提高9.24%，效率提高8.13%。研究结果表明该方法在高空螺旋桨优化设计及相应的工程应用上具有较强的参考价值。
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