摘要：为研究扁平板式吊杆风致涡激振动特性,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法建立涡振数值模型,并验证该方法和模型的可靠性。以高宽比1∶6的吊杆为研究对象,分析不同风向下吊杆风致涡振随风速的变化规律,研究涡振过程中旋涡的脱落规律,并提出增设扰流板和竖向开槽2种气动优化措施。结果表明:吊杆长边迎风涡振振幅最大值为35.2 mm。气流在吊杆的上下侧出现明显的来流分离和旋涡脱落,并在吊杆后方产生巨大空腔。设置三角扰流板的吊杆后涡振锁定区间大幅减小,各风速下涡振振幅均大幅降低,最大涡振振幅减小89.5%。开槽后的吊杆断面在各风速下振幅接近0,吊杆开槽能够有效抑制涡振的发生。

摘要：超临界机翼在方案设计阶段要估算机翼面积并初步确定机翼平面形状。当进入详细设计阶段时，必须仔细考虑机翼的几何参数，以便得到对于规定任务的最佳平面形状和弯扭配置。机翼设计时不能和飞机的其他部件分开进行独立考虑，但是在设计的初始阶段，只需要抓住最主要的几个机翼参数，进而在后期设计中，再详细考虑飞机方案和技术之间要涉及的全部因素。

摘要：本文采用一种新型的气动优化方法来求解透平静叶的多参数优化问题。本方法包括叶片参数化造型方法、3D叶片与网格生成程序、N.S.数值模拟和响应面方法。采用参数化造型方法来重构初始叶片,并引入设计变量。然后,修改设计变量,并结合3D叶片与网格生成程序,获得一系列不同的叶片。通过N.S.计算,获得叶片优化所需的样本空间。最后,采用一定优化策略,获得满足设计要求的叶片及其设计参数值。

摘要：风扇转子气动优化设计是结合CFD、遗传算法和风扇特性的跨学科自动设计方法,这种设计较少依赖经验,能实现多目标和多设计参数组合的优化设计。先研究了四个关键技术:具有耗时少、计算较准确的叶片通道流场数值计算方法;具有良好寻优能力的数值最优化方法;三维叶片造型的参数化方法;以气动性能为目标的多目标函数构建方法。再将上述四个关键技术模块整合,构建简易的气动优化设计软件。三维叶片优化算例证明了该软件的设计能力,其设计结果较满意、设计效率较高、设计周期短。

摘要：为了设计出更适用于直升机高速飞行的新旋翼翼型,建立了翼型气动特性快速评估方法,通过初始翼型的CST(Class Shape Transformation)参数化得到翼型曲线控制系数,使用均匀设计采样的Kriging代理模型,结合粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和多目标优化思想开展了翼型优化设计方法研究。选取先进旋翼翼型SCCA09、SC2110作为初始翼型进行中高速性能优化,得到相应的优化结果SCCA09_UP和SC2110_UP。对比气动参数可知优化后翼型在Ma=0.4~0.7时最大升力系数CLmax和最大升阻比Kmax均有提升,最高达到14%,另外不仅保持阻力发散马赫数Madd基本不变,而且在零升力矩系数|Cm0|≤0.02的稳定操纵约束内可达到的速度略有增大,表明优化翼型的中高速气动性能有所改善且适用范围变广。设计过程中在保证翼型光顺的前提下选取了尽量少的参数化设计变量以减少计算时长,选取合适的优化设计点来缩短优化周期,大大提升了设计效率。综上,该方法能有效应用于旋翼翼型中高速综合气动优化设计。

摘要：多目标优化设计对飞机性能的折中已不能满足人们日益增长的需求,设计出性能更全面的飞机是未来飞机设计的必然发展趋势。针对某无人机机翼气动优化问题,本文开展了机翼表面形状、翼型以及后缘变弯的综合设计研究。采用计算机模拟技术(CST)对翼型参数化,结合指关节变弯结构特点确定了后缘变形方式,并采用Catia二次开发方法对根梢比、机翼面积以及后缘变弯进行参数化,基于ARI_XunZhu优化平台的代理优化算法对其进行优化设计,最终得到两组变弯机翼构型。结果表明,将变弯设计融入整个机翼设计流程中能获得性能较好的机翼构型,得到的两组机翼在不同CL下的升阻比性能均优于初始模型;两组机翼的性能存在交叉,分别适用于高、低升力工况;机翼后缘变弯存在一定的规律,随着升力系数的增大,下弯角度和下弯区域增大。

摘要：简要分析了现代飞行器概要设计过程中气动外形设计所遇到的问题、需求以及发展现状,分析了商业优化软件在优化设计中的优势与不足。重点阐述了气动优化设计系统研发过程中,在优化定义的问题、优化流程集成的问题、数据传输接口问题、大规模并行计算任务管理问题、结果数据可视化的问题等方面的解决方法。并提出了以可视化交互式定义优化问题为基础,集成可靠的全局与局部优化算法,以CFD仿真计算为手段,高性能计算资源为支撑结合近似模型快速获得可靠的优化结果,提供多样的优化过程数据、样本点仿真结果数据的可视化并自动生成优化分析报告功能的一整套优化设计系统构建方案,为现代飞行器概要设计阶段提供快速、实用、专业的优化设计软件工具。

摘要：针对具有自适应后缘的跨声速翼型,基于代理模型和遗传算法相结合的优化方法,开展考虑自适应后缘结构约束的翼型气动优化设计研究。结果表明,低升力系数下翼面流场没有明显的能量损失,不同设计升力系数得到的自适应后缘翼型阻力相差不大;高升力系数下翼面附近存在激波,翼型阻力主要由激波强度决定。对于以低升力系数为设计点的基本翼型,通过后缘自适应变弯来调整载荷分布,可以降低翼面激波强度,减小翼型阻力;对于以高升力系数为设计点的基本翼型,可以直接通过气动优化来消除翼面激波,使得翼型阻力达到最小。因此对于带有自适应后缘的翼型,为了实现宽升力系数范围内的阻力最小,应首先以高升力系数为设计点完成基本翼型的气动优化设计,然后以低升力系数为设计点完成自适应后缘外形的气动优化设计。

摘要：钢桁架主梁悬索桥因可采用化整为零、集零为整的施工方法,在山区峡谷桥址具有极大的优越性。但峡谷桥址位置处风场环境复杂,主梁的气动稳定性往往难以满足要求。该文以某大跨桁架梁悬索桥为工程背景,通过风洞试验研究桁架梁断面的颤振性能并提出合理的气动优化措施。首先采用1∶50节段模型风洞试验,测试各攻角下主梁的颤振临界风速。在最不利攻角下,研究上中央稳定板、下中央稳定板、水平分流板、栏杆透风率对主梁颤振性能的影响,探讨主梁断面形式对颤振性能的影响;最后根据试验结果,在考虑安全、经济和美观等因素的条件下,选择最优气动方案,满足桥梁抗风设计的要求。

摘要：高铁车顶设备的气动性能直接影响列车的效率和能耗。通过流体力学分析的方法对高铁车顶设备进行气动优化设计,可以有效降低风阻提高列车的整体性能,采用计算流体力学仿真和风洞试验等方法对不同形状和布局的车顶设备进行了分析和比较,结果表明流线型设计和合理的设备间距可以显著降低气动阻力,基于分析结果提出了优化的车顶设备设计方案,风阻降低15%能耗降低8%,研究成果为高铁车顶设备气动优化设计提供了理论依据和实践指导。