基于工程的跨声速机翼两步优化设计方法

作     者：李沛峰 张彬乾 陈迎春 LI Peifeng;ZHANG Binqian;CHEN Yingchun

作者机构：西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究所上海200232 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2011年第32卷第12期

页      码：2153-2162页

摘      要：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。

主 题 词：机翼 跨声速 优化设计 工程应用 计算流体力学 

学科分类：080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

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馆 藏 号：203149546...