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Double-stage Metamodel and Its Application in Aerodynamic Design Optimization

Chinese Journal of Aeronautics 2011年第5期24卷 568-576页

作者： ZHANG Dehu GAO Zhenghong HUANG Likeng WANG Mingliang National Key Laboratory of Science and Technology on Aerodynamic Design and Research Northwestern Polytechnical University Xi＇an 710072 China National Key Laboratory of Science and Technology on Test Physics ＆ Numerical Mathematical Beijing 100076 China

Constructing metamodel with global high-fidelity in design space is significant in engineering design. In this paper, a double-stage metamodel （DSM） which integrates advantages of both interpolation metamodel and regression metamodel is constructed. It takes regression model as the first stage to fit overall distribution of the original model, and then interpolation model of regression model approximation error is used as the second stage to improve accuracy. Under the same conditions and with the same samples, DSM expresses higher fidelity and represents physical characteristics of original model better. Besides, in order to validate DSM characteristics, three examples including Ackley function, airfoil aerodynamic analysis and wing aerodynamic analysis are investigated, In the end, airfoil and wing aerodynamic design optimizations using genetic algorithm are presented to verify the engineering applicability of DSM.

关键词： optimization genetic algorithm double-stage metamodel Kriging BP neural network Latin hypercube parsecmethod

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