随着航空航天科学技术的发展和国防科学技术的需要,高超声速技术已成为各军事强国关注的焦点。由于其独特的优势,它已经成为当今航空航天科学技术领域的战略制高点。在高超声速飞行器初步设计阶段,需要对飞行器气动外形进行比较快速的优化,以期得到优良的优化方案。本文开发高超声速飞行器气动外形优化程序,采用基因算法结合面元法和FFD自由变形技术对高超声速飞行器外形进行优化。整体程序主要分为以下三个模块:(1)参数化模块,运用FFD自由变形技术对飞行器模型进行参数化,相较于传统的参数化方法,FFD自由变形方法设计参数方便简单,变形灵活,明显降低模型参数化的难度,而且容易通过编程来实现;(2)优化算法模块,本文中的优化算法选择的是基因算法,并加入约束条件的处理方法,使之能够对飞行器气动外形进行优化;(3)气动性能计算模块,数值模拟计算方法计算精度高,但是其计算耗时长,成本高,效率低,所以本文采用工程估算方法(面元法)来求解高超声速飞行器的气动性能,从而大大地提高优化效率,并且其计算精度满足飞行器初步优化设计阶段的要求。将上述三个模块整合起来形成高超声速飞行器气动外形优化程序,只要输入飞行器初始面元网格文件,分布控制体并设计优化参数,然后设置好优化条件,就可以对飞行器气动外形进行优化,精度满足初步设计要求,可以为后续精细优化提供条件。