飞行器是一种复杂的工程系统，其设计覆盖气动、结构、控制等多个学科，各学科的设计不仅非常复杂，而且学科之间相互关联，因此，将各学科有效组织起来进行飞行器多学科优化设计的难度较大。随着世界航空工业的发展和人们对飞行器综合性能要求的提升，飞行器多学科优化领域的相关理论、方法和技术得到了极大发展。本书是面向飞行器设计与工程专业的教材，重点介绍了飞行器多学科优化的基本概念、基本理论和相关的基础知识，主要包括飞行器多学科优化概述、多学科设计优化的基本理论、优化的基本概念及其数学描述、基于梯度的优化方法、非梯度的优化方法、约束条件的处理及多目标优化、多学科优化策略、不确定性设计优化八个部分的理论内容（每部分配有习题），以及基于通用研究模型的机翼、翼-体-尾的气动外形优化，基于代理模型的飞翼布局飞机的气动、气动结构优化四个部分的实例分析。
本书适用于飞行器设计专业研究生的专业课学习，也可供相关专业科研人员参考使用。
第1章 飞行器多学科优化概述
1.1 飞行器总体设计中的优化问题
1.2 用传统优化方法解决飞行器多学科优化设计问题的困难
1.3 多学科设计优化的产生
1.4 传统优化与多学科设计优化的差异
1.5 优化的发展历史
参考文献
习题
第2章 多学科设计优化的基本理论
2.1 MDO的定义
2.2 MDO的数学模型及概念
2.3 MDO的三种基本类型
2.3.1 一型问题
2.3.2 二型问题
2.3.3 三型问题
2.4 MDO的主要研究内容
2.5 设计对象系统分解技术
参考文献
习题
第3章 优化的基本概念及其数学描述
3.1 优化的三要素
3.2 线性规划
3.3 非线性规划
3.4 函数的极值及其性质
3.4.1 函数极值及极值点的概念
3.4.2 一元函数极值存在的充分必要条件
3.4.3 多元函数极值存在的充分必要条件
3.5 最优解的收敛性
3.6 用线搜索方法求方程的根
习题
第4章 基于梯度的优化方法
4.1 基于梯度的优化方法简介
4.2 最速下降法
4.3 共轭梯度法
4.4 一般二阶可微函数共扼梯度法的改进
4.5 牛顿法
4.6 改进的牛顿法
4.7 变度量法（DFP法和BFGS法）
习题
第5章 非梯度的优化方法
5.1 直接优化方法
5.1.1 坐标轮换法
5.1.2 方向加速法
5.1.3 单纯形法
5.2 现代优化算法
5.2.1 模拟退火算法
5.2.2 遗传算法
5.2.3 禁忌搜索算法
5.3 混合优化方法
习题
第6章 约束条件的处理及多目标优化
6.1 有约束优化问题的最优性条件
6.1.1 非线性等式约束
6.1.2 非线性不等式约束
6.2 罚函数法
6.2.1 外罚函数法
6.2.2 内罚丽数法（障碍函数法）
6.3 多目标优化问题的主要内容
6.4 多目标优化问题的解
6.4.1 多目标优化问题的数学描述
6.4.2 多目标问题解的概念
6.5 多目标问题的评价函数法
6.5.1 理想点法
6.5.2 虚拟目标法
6.5.3 平方和加权法
6.5.4 乘除法
6.5.5 线性加权和法
习题
第7章 多学科优化策略
7.1 整体式优化策略
7.1.1 All-At-Once（AAO）优化策略
7.1.2 同时分析与设计（SAND）优化策略
7.1.3 单学科可行法（IDF）优化策略
7.1.4 多学科可行法（MDF）优化策略
7.2 分布式优化策略
7.2.1 并行子空间（CSSO）优化策略
7.2.2 协调（CO）优化策略
7.2.3 二级集成系统综合（BLISS）优化策略
7.2.4 目标级联分析法（ATC）优化策略
7.2.5 精确和非精确惩罚分解（EPD和IPD）优化策略
7.2.6 独立子空间的MDO（MDOIS）优化策略
7.3 多学科优化策略选择基准
参考文献
习题
第8章 不确定性设计优化
8.1 不确定性设计在飞行器设计中的重要性
8.1.1 飞行器设计中的不确定性因素
8.1.2 考虑不确定性的优化设计
8.2 区间模型
8.2.1 不确定性分析方法
8.2.2 区间数学理论基础
8.2.3 区间数排序方法
8.3 气动稳健优化设计
8.3.1 气动稳健优化问题的定义
8.3.2 基于区间的气动稳健优化流程
8.3.3 优化结果与分析
8.4 结构可靠性优化设计
8.4.1 结构可靠性优化问题的定义
8.4.2 基于区间的结构可靠性优化设计
8.4.3 优化结果与分析
参考文献
习题
第9章 基于通用研究模型的机翼气动外形优化
9.1 采用的方法
9.1.1 几何参数化建模
9.1.2 网格扰动
9.1.3 CFD求解器
9.1.4 优化算法
9.2 数学建模
9.2.1 基线几何模型
9.2.2 网格收敛性
9.2.3 优化问题的数学建模
9.2.4 基线几何表面灵敏度
9.3 单点气动外形优化
9.4 多级优化加速技术
9.5 外形设计变量数量的影响
9.6 多点气动外形优化
参考文献
第10章 基于通用研究模型的翼-体-尾气动外形优化
10.1 采用的方法
10.1.1 几何参数化建模
10.1.2 网格扰动
10.1.3 CFD求解器
10.1.4 优化算法
10.2 数学建模
10.2.1 基线几何模型
10.2.2 网格收敛性
10.2.3 优化问题的数学建模
10.2.4 基线几何表面灵敏度
10.3 案例1：无力矩约束的机翼优化
10.4 案例2：带有尾翼旋转和力矩约束的机翼优化
10.5 案例3：基于代理模型配平阻力惩罚的机翼优化
10.6 案例4：预先设定升力和力矩约束的机翼优化
10.7 案例5：无力矩约束的翼-尾优化
10.8 案例6：带配平约束的翼-尾优化
参考文献
第11章 基于代理模型的飞翼布局飞机气动优化
11.1 气动参数化模型的建立
11.1.1 翼型截面的参数化建模
11.1.2 全机中弧面参数化生成方法
11.1.3 CATIA参数化模型接口设计
11.2 气动优化方法框架的构成
11.2.1 气动优化方法总体构架思路
……
第12章 基于代理模型的飞翼布局飞机气动结构优化
附录
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