一、软件介绍

自动优化载体软件的外形优化设计系统是一个由计算模块、FFD参数化模块和优化搜索模块三部分组成的系统。

CEM计算模块利用多层快速多极子算法进行RCS计算评估，该算法具有高精度和高效率的特点，其计算量和储存量都处于同一数量级，因此能够实现高效的计算。而优化搜索模块则采用粒子群优化算法，通过不断迭代寻找最优解，从而实现对载体外形的优化设计。这一系统的研发将为载体设计领域带来更加精确、高效的工具，有望在未来推动相关技术的发展与应用。

二、软件架构

传统的外形设计方法一般是依靠经验反复尝试，花费时间较长且具有不确定性。随着计算电磁学（CEM）与软硬件的快速发展，一种新的设计手段也随之出现，即将CEM与优化算法相结合，让计算机自行寻找最优解。因此，在设计过程中，可以缩减设计周期，提高设计效率。

针对低散射载体进行外形优化设计研究，设计了一套以粒子群优化算法为框架的完整优化流程的自动优化载体软件，其中采用自由变形技术对电磁计算模型进行参数化，并且结合多层快速多极子算法进行电磁计算。

三、适用范围场景

自动优化载体软件可以在军事、航空航天、通信等关键领域发挥更为重要的作用，助力研发出具有更低散射特性的载体，提升系统的隐身性能、信号传输质量等关键指标，为国家安全和科技进步做出更大贡献。

四、优化算例

算例1：弹头。整体模型长0.264m，宽0.084m，选取频率为5GHz，考虑方位角-30°~30°，间隔为0.5°，极化选取为VV极化。设置PSO算法的惯性权重为0.9，学习因子为1.8。粒子数目为30个，最大迭代次数为100，优化目标值为-60dBsm。

优化后整体模型在方位角-30°~30°之间RCS均值由-35.76dBsm降低为-43.99dBsm，平均减缩值为8.23dB，优化设计方法效果良好。

算例2：双椎体。双椎体需要对后部椎体进行优化。选取频率为5GHz，考虑方位角-30°~30°，间隔为0.5°，极化选取为HH极化。设置PSO算法的惯性权重为0.9，学习因子为1.8。粒子数目为30个，最大迭代次数为100，优化目标值为-60dBsm。

按照优化流程进行优化计算，其中蓝色为优化前结果，绿色为优化后的结果。RCS均值由-32.55dBsm降低为-36.21dBsm，降低了3.66dB，优化设计方法效果良好。