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基于动网格高空长航时机翼优化

空气动力学学报 2014年第4期32卷 468-474页

作者：朱雄峰郭正侯中喜国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

分析了机翼设计优化的一般策略,针对高空长航时飞行器的气动性能需求和机翼构型特点,提出以机翼剖面翼型沿展向分布的设计优化;针对Hicks-Henne翼型参数化方法后缘不光顺的缺陷,提出了改进Hicks-Henne翼型参数化方法;针对通常基于线性... 详细信息

分析了机翼设计优化的一般策略,针对高空长航时飞行器的气动性能需求和机翼构型特点,提出以机翼剖面翼型沿展向分布的设计优化;针对Hicks-Henne翼型参数化方法后缘不光顺的缺陷,提出了改进Hicks-Henne翼型参数化方法;针对通常基于线性插值的三维动网格生成方式的缺陷,提出采用基于B样条函数的三维动网格生成;通过对商业软件Pointwise和Fluent的二次开发实现数据流和工作流的定制及自动化,并将所有流程在iSIGHT平台下集成;优化算例表明,基于动网格的机翼优化实现提高功率因子的目标,是高空长航时机翼优化中的一种有效方法。

关键词：高空长航时飞行器动网格机翼优化 CFD B样条

考虑运营参数不确定性的民机机翼优化对燃油经济性的影响

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科学技术与工程 2021年第20期21卷 8688-8694页

作者：尹昱康宋文滨上海交通大学航空航天学院上海200240

燃油经济性是民机市场竞争力的主要指标之一,在实际运营中飞机的商载和航程具有不确定性,直接影响燃油经济性。利用基于物理模型的开源软件计算燃油消耗,采用基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的代理模型,对民机机翼分... 详细信息

燃油经济性是民机市场竞争力的主要指标之一,在实际运营中飞机的商载和航程具有不确定性,直接影响燃油经济性。利用基于物理模型的开源软件计算燃油消耗,采用基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的代理模型,对民机机翼分别进行确定性及考虑商载和巡航航程不确定性的优化设计,以期降低燃油消耗总量。研究结果表明:考虑运营参数不确定性的优化结果相比确定性优化设计,执飞相同数量的航班时燃油消耗总量降低约1.26%,具有一定的经济收益前景。

关键词：不确定性民机机翼优化燃油经济性

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基于梯度信息的跨音速机翼优化设计方法研究

科学技术与工程 2009年第13期9卷 3698-3703页

作者：赵海涛左英桃高正红西北工业大学西安710072

对三维机翼的优化设计方法进行了研究。采用基于梯度信息的优化搜索方法,以及参数化方法,三维欧拉方程和离散共轭方法,形成了一套对三维机翼的优化设计方法。根据该方法,选取升阻比为目标函数,对机翼进行了优化设计,并对这些结果进行分... 详细信息

对三维机翼的优化设计方法进行了研究。采用基于梯度信息的优化搜索方法,以及参数化方法,三维欧拉方程和离散共轭方法,形成了一套对三维机翼的优化设计方法。根据该方法,选取升阻比为目标函数,对机翼进行了优化设计,并对这些结果进行分析。通过设计说明了运用该方法对三维机翼进行优化设计是切实可行的,并且总结了在实际工程应用中如何更加有效地使用该套设计方法。

关键词：梯度离散共轭方法机翼优化

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基于剖面刚度计算的机翼优化方法研究

结构强度研究 2013年第2期 49-51,56页

作者：邢灵格李倩张维中航工业飞机强度研究所十室西安710065

机翼结构设计中，为解决剖面剐度约束下的优化计算难题，提出了一种基于剖面刚度计算的优化方法，以刚度均方差为目标，选取有限差分法确定搜索方向，对剖面构件进行全设计。算例表明文中所述方法有效，可以为此类问题提供参考。

关键词：机翼优化弯曲刚度扭转刚度有限差分法

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基于改进粒子群算法的参数化机翼气动优化

力学季刊 2012年第3期33卷 461-468页

作者：金鑫孙刚复旦大学力学与工程科学系上海200433

机翼减阻设计是民用客机气动设计的关键,本文提出了一种基于非均匀B样条曲线曲面造型技术和改进的粒子群算法的新型优化方法。前者用来描述机翼的外形,具有计算量小的优点,在优化过程中不仅具有良好的局部操控性,又能保证整体外形的光顺... 详细信息

机翼减阻设计是民用客机气动设计的关键,本文提出了一种基于非均匀B样条曲线曲面造型技术和改进的粒子群算法的新型优化方法。前者用来描述机翼的外形,具有计算量小的优点,在优化过程中不仅具有良好的局部操控性,又能保证整体外形的光顺性;后者作为一种新兴的智能化优化方法,具有简单易行、收敛速度快、全局搜索能力强等优点,同时又适用于多目标优化问题。研究结果表明:三次非均匀B样条曲线曲面能够方便地使用较少的控制顶点较为精确地描述翼型及机翼的外形,在此基础上利用改进的粒子群算法进行的多目标气动优化设计,优化效率得到了提升。在效率因子本身较高的初始外形基础上,最终外形的气动性能也取得了较大幅度的提高。

关键词：非均匀B样条逼近粒子群算法机翼优化多目标优化

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某型通用飞机机翼2.5D重构优化设计

机械设计与制造 2023年第8期 34-37页

作者：王艳冰项松刘远强赵为平沈阳航空航天大学通用航空重点实验室辽宁沈阳110136 辽宁通用航空研究院辽宁沈阳日110136

为了扩展某型通用飞机机翼优化设计的工程应用范围,在巡航状态下RAE2822-TE翼型优化设计基础上,考虑到翼型本身结构的优化及径向分布,对机翼进行2.5D重构优化设计研究。根据某型通用飞机的低空飞行条件,设计出了集Hicks-Henne参数化、CF... 详细信息

为了扩展某型通用飞机机翼优化设计的工程应用范围,在巡航状态下RAE2822-TE翼型优化设计基础上,考虑到翼型本身结构的优化及径向分布,对机翼进行2.5D重构优化设计研究。根据某型通用飞机的低空飞行条件,设计出了集Hicks-Henne参数化、CFD数值计算和NLPQL优化算法为一体的翼型优化方案,将优化后的翼型按照原机翼参数对其进行8个剖面的重构建模。结果表明:优化后的翼型的升力系数和升阻比提升明显,俯仰力矩系数优于原翼型,具备更优异的气动特性;2.5D重构优化的机翼巡航升力系数提升了6.19%,巡航性能提升了2.27%,更好满足通用低速飞机的飞行需求,验证了二维翼型优化转三维机翼2.5D设计方法的合理性和实用性,有效引导工程优化设计思想。

关键词：通用飞机翼型优化 2.5D 机翼优化

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高阻力发散马赫数机翼设计

教练机 2016年第3期 48-53页

作者：李娟娟张辉方明恩罗帅綦龙张岩中航工业洪都江西南昌330024

针对高亚音速飞行器设计要求,在满足特定位置翼型厚度的前提下,对二维翼型及三维机翼进行优化设计,确保飞行器具有良好的高速巡航特性及较大的阻力发散马赫数。通过CFD数值计算对优化设计前后翼身组合体气动特性进行计算分析,结果表明,... 详细信息

针对高亚音速飞行器设计要求,在满足特定位置翼型厚度的前提下,对二维翼型及三维机翼进行优化设计,确保飞行器具有良好的高速巡航特性及较大的阻力发散马赫数。通过CFD数值计算对优化设计前后翼身组合体气动特性进行计算分析,结果表明,优化设计后机翼满足设计要求。

关键词：阻力发散马赫数机翼优化气动特性

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微型扑旋翼飞行器设计与试验

微型扑旋翼飞行器设计与试验

作者：苏醒北京理工大学

学位级别：硕士

微型飞行器因其高机动性和优秀的隐蔽性在人员搜救和情报侦查等领域具有其他飞行器不可替代的优势,因此微型飞行器已成为飞行器设计领域研究热点。微型扑旋翼飞行器作为一种特殊的微型飞行器,由于其机翼的运动是翼扑动和翼旋转的组合运... 详细信息

微型飞行器因其高机动性和优秀的隐蔽性在人员搜救和情报侦查等领域具有其他飞行器不可替代的优势,因此微型飞行器已成为飞行器设计领域研究热点。微型扑旋翼飞行器作为一种特殊的微型飞行器,由于其机翼的运动是翼扑动和翼旋转的组合运动,可以实现垂直起飞或空中悬停,是发展高效高机动微型飞行器极有前景的方向之一。本文基于扑旋翼飞行器高效高升力的优势,结合直线驱动机构简单且机械效率高的特性,设计了一种适用于扑旋翼飞行器的直线电机驱动机构。针对传统平板翼升力表现不佳的问题,提出了两种新型机翼构型并进行实物试验。论文的具体工作如下:(1)总结了微型飞行器的发展现状以及趋势。着重调研扑翼飞行器的驱动技术与直线驱动技术,并对微型扑旋翼飞行器的发展现状进行了总结与论述。(2)基于对现有微型扑旋翼飞行器驱动方案的对比研究,设计了一种以直线电机为动力输出的驱动机构,建立了直线电机驱动机构动力学模型并进行了虚拟样机仿真。仿真结果与实物试验数据的对比表明:该直线电机驱动机构的输出满足设计要求。(3)对昆虫和鸟类的飞行机制进行研究,并根据仿生学尺度率公式对传统平板翼进行初步设计;以平板翼的一阶弯曲频率与一阶扭转频率之差最小为目标对平板翼进行结构优化设计;基于对新型机翼的调研,提出了弹性铰翼和弓形翼两种新型机翼构型方案。(4)分别制作了平板翼、弹性铰翼、弓形翼和直线电机驱动机构的实物样机,并搭建了能够同步记录扑旋翼运动图像的扑旋翼升力测试系统;采用该测试系统进行了三种机翼的升力试验,并对安装了平板翼和弹性铰翼的两种扑旋翼飞行器整机分别进行了气动力和惯性力试验;采用面元法对两种机翼的气动力进行了计算,理论计算值与试验结果误差不超过10%。研究表明弹性铰翼具有低频高升力特性,更适合扑旋翼飞行器在复杂环境下进行载重低速飞行。

关键词：微型扑旋翼飞行器直线电机驱动机构机翼优化升力试验弹性铰翼