基于CFD的气动优化设计已成为当前计算流体力学研究的一个重要领域。近年来随着计算技术的飞速发展,许多直接优化方法被引入到优化设计上来。传统的确定性优化方法,其本质决定了优化设计结果的局部优化特点。响应面方法由于其高效、实用的特点,近年来在优化设计领域受到越来越多的重视。响应面方法是试验设计与数理统计相结合的方法,在数值分析的基础上对指定的设计点集合进行连续试验,达到在设计空间构造测定量的全局逼近。响应面方法计算简单,可仅采用简单的代数形式,依靠目标函数本身的性质确定最优解。通过响应面模型的合适选择,可以拟合复杂的响应关系,具有良好的鲁棒性。本文将响应面方法引入到气动数值优化设计中,以翼型、机翼气动优化设计为目标,发展了一种实用的气动优化设计方法。 本文主要完成了以下几方面的工作: 1、发展了适用于气动优化设计的响应面优化方法,建立了一套完整优化设计程序。 2、进行了基于响应面方法的二维Navier—Stokes方程的翼型反设计研究。 3、进行了基于响应面方法的二维Navier—Stokes方程的跨声速翼型单、多目标多约束气动优化设计研究。 4、进行了基于响应面方法的三维Euler方程的跨声速机翼单、多目标多约束气动优化设计研究。 5、进行了基于响应面方法的三维Navier—Stokes方程的跨声速机翼单目标多约束气动优化设计研究。 本文选用多个算例对本文的优化方法进行了验证。算例表明,本文所发展的响应面优化方法能有效的应用于跨声速翼型、机翼气动优化设计,设计质量高,方法实用可靠,有较高的工程应用前景。