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龍圖騰網獲悉浙江大學;中國航天科技集團有限公司第一研究院研究發展中心申請的專利一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120373207B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510781352.3，技術領域涉及：G06F30/28；該發明授權一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法是由趙文文;汪小衛;謝蔓琪;鄧思超;薛有濤;王小錠設計研發完成，并于2025-06-12向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法在說明書摘要公布了：本發明提出了一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法。步驟1、確定以運載能力為優化目標的優化問題，包括優化目標和約束條件；步驟2、確定設計變量以描述運載火箭的氣動外形，確認運載火箭優化設計空間構建樣本集；步驟3、利用計算流體力學仿真計算出樣本點的氣動特性參數；步驟4、根據仿真結果計算樣本點的氣動阻力系數，并通過速度損失公式計算考慮氣動阻力下的真實有效載荷質量；步驟5、根據樣本集利用不同方法構建代理模型，選擇最佳代理模型；步驟6、利用全局優化算法進行尋優，找到滿足優化問題的最佳解，即獲得最大的有效載荷的運載質量。該方法為運載火箭的氣動外形設計提供了一種系統化的高效優化途徑。

本發明授權一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法在權利要求書中公布了：1.一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、確定以運載能力為優化目標的優化問題，包括優化目標和約束條件； 步驟2、確定設計變量以描述運載火箭的氣動外形，確認運載火箭優化設計空間構建樣本集； 步驟3、利用計算流體力學仿真計算出樣本點的氣動特性參數； 步驟4、根據仿真結果計算樣本點的氣動阻力系數，并通過速度損失公式計算考慮氣動阻力下的真實有效載荷質量； 步驟5、根據樣本集利用不同方法構建代理模型，選擇最佳代理模型； 步驟6、利用全局優化算法進行尋優，找到滿足優化問題的最佳解，即獲得最大的有效載荷的運載質量； 步驟1中，所述優化目標為運載火箭在工況下有效載荷質量最大；所述約束條件為運載火箭各級發動機質量恒定、表面最大熱流不超過初始外形最大熱流、運載火箭主體體積不低于初始外形； 步驟2中，所述設計變量包括連續變量和離散變量，所述的連續變量包括主體前緣半徑、運載火箭長細比、助推器前緣半徑以及助推器翼形幾何參數；所述的離散變量包括運載火箭飛行攻角；所述的運載火箭優化設計空間由連續變量的取值范圍和離散變量共同構成;在設計變量的各維度上進行抽樣，根據抽樣數據批量生成外形，獲得的外形參數化生成樣本點，由這些樣本點構建代理模型的樣本集； 所述的一種考慮運載能力的火箭氣動外形優化方法，采用了最優拉丁超立方抽樣方法從設計空間中選取樣本點； 所述的步驟3中使用計算流體力學仿真計算樣本點的氣動阻力； 所述的步驟4中，利用步驟3中得到的氣動阻力計算各樣本點的氣動阻力系數，并通過速度損失公式計算出在考慮氣動阻力消耗下運載火箭可攜帶的真實有效載荷質量，計算公式如下： ； 式中R表示氣動阻力，分解為阻力X、升力Y和側力Z，Cy α 為升力系數對攻角α的導數，S ref 為火箭參考面積，q為動壓，α為攻角，β為側滑角，ΔV D 表示飛行段內氣動阻力導致的速度損失，K D 為氣動阻力損失系數，可根據氣動阻力系數C D 對應的高度和馬赫數查表得到，Δ V ideal 為理想速度增量，ΔV real 為實際速度增量，ΔV need 為完成任務所需要的速度增量，ΔV g 為重力速度損失，ΔV T 為噴口壓力速度損失，ΔV α 為攻角速度損失，m 0 表示除有效載荷之外的總質量，m payload 表示有效載荷質量，I SPV 表示真空比沖； 所述的步驟5中，利用不同的代理模型構建方法，構造設計空間內的連續代理模型，選擇3個誤差分析指標對比代理模型的預測精度：決定系數R2、均方根誤差RMSE、最大誤差ME，綜合三項指標選擇最佳代理模型。

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