西安交通大学张扬获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种跨介质无人机设计方法、装置、计算机设备及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121327997B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511711754.2,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种跨介质无人机设计方法、装置、计算机设备及介质是由张扬;王菲;付小龙;刘艳;汪辉设计研发完成,并于2025-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种跨介质无人机设计方法、装置、计算机设备及介质在说明书摘要公布了:本发明提供了一种跨介质无人机设计方法、装置、计算机设备及介质,属于无人机设计领域,该方法包括:构建无人机的基础飞翼布局整体外形;以最大化无人机在空气中的升阻比和最小化在水下的阻力系数为优化目标,将无人机外形的机翼后掠角、机翼上反角和机翼几何扭转角设定为设计变量;建立外形参数化模型,采用拉丁超立方采样方法在设计变量空间内生成若干样本点;对每个样本点进行计算流体力学仿真CFD,确定样本点对应的升阻比和阻力系数;构建克里金代理模型,建立从三个设计变量到两个优化目标的非线性映射关系并进行多目标优化,根据任务需求选定最终优化方案。显著降低跨介质过程中的能量损耗与动力学不确定性,提升无人机的作业可靠性。
本发明授权一种跨介质无人机设计方法、装置、计算机设备及介质在权利要求书中公布了:1.一种跨介质无人机设计方法,其特征在于,所述方法包括: 构建无人机的基础飞翼布局整体外形; 以最大化无人机在空气中的升阻比和最小化在水下的阻力系数为优化目标,将无人机外形的机翼后掠角、机翼上反角和机翼几何扭转角设定为设计变量; 采用自由变形技术建立外形参数化模型,通过移动自由变形技术控制点实现对三个设计变量的连续控制;采用拉丁超立方采样方法在设计变量空间内生成若干样本点; 对每个样本点所对应的无人机外形,分别进行空气动力和水动力计算流体力学仿真,确定样本点对应的升阻比和阻力系数;将所有样本点的性能数据作为训练集构建克里金代理模型,以建立从三个设计变量到两个优化目标的非线性映射关系; 以所述设计变量为优化变量,基于所述非线性映射关系,采用非支配排序遗传算法进行优化求解,并从得到的帕累托最优解集中根据任务需求选定最终优化方案; 所述构建无人机的基础飞翼布局整体外形包括: 以水下潜航器的低阻线型为基础布局,机翼采用后缘波浪形轮廓设计并前移至机头段,融合飞翼布局的气动特征,采用后缘反弯翼型,并在机翼后缘布置多组操纵面,得到初始外形;通过多轮气动与水动力性能模拟优化,迭代演进出兼顾空中飞行与水下航行要求的基础飞翼布局整体外形; 所述通过多轮气动与水动力性能模拟优化,迭代演进出兼顾空中飞行与水下航行要求的基础飞翼布局整体外形包括: 对所述初始外形进行气动与水动力数值模拟,根据模拟结果识别稳定性缺陷,通过增大梢根比、拉直部分后缘轮廓进行工程优化,形成二型布局; 基于所述二型布局,在翼梢段植入几何扭转角;加装具有折叠-展开功能的V型尾翼,得到基础飞翼布局整体外形;所述V型尾翼具有三种工作模态: 空中模态时,所述V型尾翼展开; 入水模态时,所述V型尾翼折叠收纳; 水面漂浮模态时,所述V型尾翼向下偏转预定角度,构成对称浸没式减摇鳍结构。
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