基于自适应遗传算法的多目标优化研究

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1、中图分类号：V211.3论文编号：102870116-S010学科分类号：080103硕士学位论文基于自适应遗传算法的多目标优化研究研究生姓名顾鹏程学科、专业流体力学研究方向计算流体力学指导教师陈红全教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringMulti-ObjectiveOptimizationWithAdaptiveGeneticAlgorithmsAT

2、hesisinFluidMechanicsbyGuPengchengAdvisedbyProf.ChenHongquanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京

3、航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：_________日期：_________南京航空航天大学硕士学位论文摘要第二代非劣排序遗传算法（NSGA-II）是求解多目标优化问题的经典算法之一。为了使所求解集能够更均匀地收敛于Pareto前沿，本文对算法中拥挤距离的排序比较方式进行了改进，引入种群个体左右距离差值比较的概念，并采用了自适应的交叉、变异算子以及最小距离筛选机制，发展了一种改进的自适应NSGA-II算法（IANS

4、GA-2）。接着，选用典型的多目标测试函数，对发展的算法从函数的收敛性和分布性两方面进行了考核运算，通过与原有算法的比较分析，展示了算法的可行性。在此基础上，论文把发展的算法用于翼型多目标优化，给出了典型翼型升力系数和升阻比双目标最大的优化算例。结果表明，优化后的升力系数与升阻比目标值都能均匀地分布在Pareto前沿，其对应的优化翼型与初始参考翼型相比，气动性能得到了明显的改善。算例总体上展示出发展的基于左右差值距离比较的自适应NSGA-2算法，综合性能优于经典的NSGA-2算法。关键词：多目标优化，遗传算法，气动优化，左右距离差值，自适应调整I

5、基于自适应遗传算法的多目标优化研究ABSTRACTNon-dominatedsortinggeneticalgorithm(NSGA-2)isoneoftheclassicalgorithmforsolvingmulti-objectiveoptimizationproblems.CrowdingdistanceadoptedinNSGA-2playsancriticalroleinbothconvergenceanddiversity.Inordertoimprovetheuniformityofsolutionsetssoastoshorte

6、nthedistancebetweensolutionsetsandParetooptimalfront,somedetailsaremodifiedaboutcrowdingdistanceandtheconceptisintroducedabout“bilateralrangedifference”,basedonadaptivecrossoverandmutateoperator,addedwithminimumdistancefiltration,animprovedadaptiveNSGA-2algorithmissuggested.S

7、econdly,theproposedalgorithmisverifiedbyexperimentonfourmulti-objectiveoptimizationtestfunctionsontheaspectsofconvergenceanddiversity.Finally,thedevelopedIANSGA-2isappliedforoptimizingaclassicairfoilwiththetargetofmaxmuningboththeliftcoefficientandlift-dragratiowithdifferents

8、peedandtheairfoilshapeisdevicedindifferentstatus.Theresultindicatest