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基于代理模型的大型民机机翼气动优化设计

论文摘要

先进的气动优化设计思想与方法,对于提升大型民机气动与综合性能具有至关重要的意义。探讨了大型民机超临界机翼气动优化设计的基本准则和要点,并结合代理优化算法,提出了一种面向工程应用的多轮次高效全局气动优化设计方法。首先,通过一系列解析函数/翼型/机翼优化测试算例进行了验证。其次,将所提出的方法与人工修型相结合,开展了针对宽体客机超临界机翼的两轮气动优化设计,使其气动性能得到显著改善。最后,采用不同的雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程求解器对安装优化机翼的全机巡航构型进行了典型状态的气动性能综合评估。研究结果表明,所提出的代理优化算法具有很高的优化效率、较强的约束处理和全局优化能力;将所发展的基于代理模型的多轮次气动优化设计方法与人工修型相结合,能够获得满足设计要求的气动外形,验证了该方法在大型民机超临界机翼气动设计中的有效性和工程实用性。

论文目录

  • 1 大型民机机翼气动优化设计的基本准则和要点
  • 2 基于代理模型的气动优化设计方法
  •   2.1 代理优化算法
  •   2.2 面向工程应用的多轮次气动优化设计方法
  •   2.3 数值优化与人工修型相结合
  • 3 气动优化设计方法验证
  •   3.1 Branin-Hoo函数优化算例
  •   3.2 RAE2822翼型减阻优化设计标准算例
  •   3.3 宽体客机翼身组合体机翼气动优化设计算例
  • 4 大型宽体客机超临界机翼气动优化设计
  •   4.1 优化设计流程及工具
  •     4.1.1 SurroOpt
  •     4.1.2 几何外形参数化
  •     4.1.3 全速势方程流动求解器
  •   4.2 优化设计结果
  •     4.2.1 宽体客机基准机翼设计
  •     4.2.2 宽体客机机翼第1轮气动优化设计
  •     4.2.3 宽体客机机翼第2轮气动优化设计
  • 5 宽体客机全机巡航构型气动特性分析
  •   5.1 计算网格生成
  •   5.2 RANS方程求解器及其验证
  •   5.3 气动特性分析评估
  • 6 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 韩忠华,张瑜,许晨舟,王凯,吴猛猛,朱震,宋文萍

    关键词: 大型民机,气动优化设计,超临界机翼,代理模型,计算流体力学

    来源: 航空学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 西北工业大学航空学院

    基金: 国家自然科学基金(11772261),航空科学基金(2016ZA53011),西北工业大学博士论文创新基金(CX201801)~~

    分类号: V224

    页码: 155-170

    总页数: 16

    文件大小: 1040K

    下载量: 695

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/426e0d7877991bdbc78a2dd3.html