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龙图腾网获悉浙江大学;中国航天科技集团有限公司第一研究院研究发展中心申请的专利一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法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：CN120373207B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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：202510781352.3，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法是由赵文文;汪小卫;谢蔓琪;邓思超;薛有涛;王小锭设计研发完成，并于2025-06-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法。步骤1、确定以运载能力为优化目标的优化问题，包括优化目标和约束条件；步骤2、确定设计变量以描述运载火箭的气动外形，确认运载火箭优化设计空间构建样本集；步骤3、利用计算流体力学仿真计算出样本点的气动特性参数；步骤4、根据仿真结果计算样本点的气动阻力系数，并通过速度损失公式计算考虑气动阻力下的真实有效载荷质量；步骤5、根据样本集利用不同方法构建代理模型，选择最佳代理模型；步骤6、利用全局优化算法进行寻优，找到满足优化问题的最佳解，即获得最大的有效载荷的运载质量。该方法为运载火箭的气动外形设计提供了一种系统化的高效优化途径。

本发明授权一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、确定以运载能力为优化目标的优化问题，包括优化目标和约束条件； 步骤2、确定设计变量以描述运载火箭的气动外形，确认运载火箭优化设计空间构建样本集； 步骤3、利用计算流体力学仿真计算出样本点的气动特性参数； 步骤4、根据仿真结果计算样本点的气动阻力系数，并通过速度损失公式计算考虑气动阻力下的真实有效载荷质量； 步骤5、根据样本集利用不同方法构建代理模型，选择最佳代理模型； 步骤6、利用全局优化算法进行寻优，找到满足优化问题的最佳解，即获得最大的有效载荷的运载质量； 步骤1中，所述优化目标为运载火箭在工况下有效载荷质量最大；所述约束条件为运载火箭各级发动机质量恒定、表面最大热流不超过初始外形最大热流、运载火箭主体体积不低于初始外形； 步骤2中，所述设计变量包括连续变量和离散变量，所述的连续变量包括主体前缘半径、运载火箭长细比、助推器前缘半径以及助推器翼形几何参数；所述的离散变量包括运载火箭飞行攻角；所述的运载火箭优化设计空间由连续变量的取值范围和离散变量共同构成;在设计变量的各维度上进行抽样，根据抽样数据批量生成外形，获得的外形参数化生成样本点，由这些样本点构建代理模型的样本集； 所述的一种考虑运载能力的火箭气动外形优化方法，采用了最优拉丁超立方抽样方法从设计空间中选取样本点； 所述的步骤3中使用计算流体力学仿真计算样本点的气动阻力； 所述的步骤4中，利用步骤3中得到的气动阻力计算各样本点的气动阻力系数，并通过速度损失公式计算出在考虑气动阻力消耗下运载火箭可携带的真实有效载荷质量，计算公式如下： ； 式中R表示气动阻力，分解为阻力X、升力Y和侧力Z，Cy α 为升力系数对攻角α的导数，S ref 为火箭参考面积，q为动压，α为攻角，β为侧滑角，ΔV D 表示飞行段内气动阻力导致的速度损失，K D 为气动阻力损失系数，可根据气动阻力系数C D 对应的高度和马赫数查表得到，Δ V ideal 为理想速度增量，ΔV real 为实际速度增量，ΔV need 为完成任务所需要的速度增量，ΔV g 为重力速度损失，ΔV T 为喷口压力速度损失，ΔV α 为攻角速度损失，m 0 表示除有效载荷之外的总质量，m payload 表示有效载荷质量，I SPV 表示真空比冲； 所述的步骤5中，利用不同的代理模型构建方法，构造设计空间内的连续代理模型，选择3个误差分析指标对比代理模型的预测精度：决定系数R2、均方根误差RMSE、最大误差ME，综合三项指标选择最佳代理模型。

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