航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2011年
12期
2153-2162
,共10页
机翼%跨声速%优化设计%工程应用%计算流体力学
機翼%跨聲速%優化設計%工程應用%計算流體力學
궤익%과성속%우화설계%공정응용%계산류체역학
以跨声速机翼设计中权衡气动性能和总体设计要求的工程应用为出发点,在保证机翼结构重量和容积不变的约束下,提出了平面形状优化与剖面翼型优化结合的两步优化设计策略.应用神经网络和遗传算法,建立了相应的设计方法.采用两步优化方法进行跨声速机翼设计,第一步设计中,通过平面形状优化,增大机翼展弦比、减小诱导阻力是机翼气动性能改善的主要原因,但由于结构重量约束,平面形状变化不大,对机翼气动性能改善有限；第二步设计中,以第一步设计所优化的机翼平面形状为基础,并以机翼容积为约束,通过机翼剖面翼型优化,弱化较大马赫数下的激波、减小激波阻力是机翼气动性能改善的主要原因.经过这两步优化设计,机翼在两个设计点下的升阻比分别提高了3.02％和9.96％,阻力发散马赫数由0.854 0推迟到0.865 3,表明两步优化设计方法适合于工程应用.在无结构重量和容积约束下,采用单纯气动最优的平面形状和剖面翼型优化两种设计方法均可明显改善机翼气动性能,但不能满足机翼结构重量和容积不变的设计要求.
以跨聲速機翼設計中權衡氣動性能和總體設計要求的工程應用為齣髮點,在保證機翼結構重量和容積不變的約束下,提齣瞭平麵形狀優化與剖麵翼型優化結閤的兩步優化設計策略.應用神經網絡和遺傳算法,建立瞭相應的設計方法.採用兩步優化方法進行跨聲速機翼設計,第一步設計中,通過平麵形狀優化,增大機翼展絃比、減小誘導阻力是機翼氣動性能改善的主要原因,但由于結構重量約束,平麵形狀變化不大,對機翼氣動性能改善有限；第二步設計中,以第一步設計所優化的機翼平麵形狀為基礎,併以機翼容積為約束,通過機翼剖麵翼型優化,弱化較大馬赫數下的激波、減小激波阻力是機翼氣動性能改善的主要原因.經過這兩步優化設計,機翼在兩箇設計點下的升阻比分彆提高瞭3.02％和9.96％,阻力髮散馬赫數由0.854 0推遲到0.865 3,錶明兩步優化設計方法適閤于工程應用.在無結構重量和容積約束下,採用單純氣動最優的平麵形狀和剖麵翼型優化兩種設計方法均可明顯改善機翼氣動性能,但不能滿足機翼結構重量和容積不變的設計要求.
이과성속궤익설계중권형기동성능화총체설계요구적공정응용위출발점,재보증궤익결구중량화용적불변적약속하,제출료평면형상우화여부면익형우화결합적량보우화설계책략.응용신경망락화유전산법,건립료상응적설계방법.채용량보우화방법진행과성속궤익설계,제일보설계중,통과평면형상우화,증대궤익전현비、감소유도조력시궤익기동성능개선적주요원인,단유우결구중량약속,평면형상변화불대,대궤익기동성능개선유한；제이보설계중,이제일보설계소우화적궤익평면형상위기출,병이궤익용적위약속,통과궤익부면익형우화,약화교대마혁수하적격파、감소격파조력시궤익기동성능개선적주요원인.경과저량보우화설계,궤익재량개설계점하적승조비분별제고료3.02％화9.96％,조력발산마혁수유0.854 0추지도0.865 3,표명량보우화설계방법괄합우공정응용.재무결구중량화용적약속하,채용단순기동최우적평면형상화부면익형우화량충설계방법균가명현개선궤익기동성능,단불능만족궤익결구중량화용적불변적설계요구.
