扇翼设计参数与翼面形状气动优化-研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要扇翼参数是影响扇翼气动性能的重要因素，研究这些参数之间的交互效应以及对扇翼气动性能的影响对扇翼设计具有重要意义，同时可以指导扇翼参数的选择和优化。本文以扇翼为研究对象，利用计算流体力学技术和优化算法对扇翼的参数进行分析优化，同时对扇翼的上、下翼面形状进行优化设计。首先建立了基于CFD和试验设计相结合的扇翼气动特性分析方法，分析了设计参数之间的交互效应和对扇翼气动性能的主效应，同时研究了扇翼气动性能对这些参数的敏感程度。然后构建了可以替代CFD仿真模型的近似模型，并在此基础上利用多岛

2、遗传算法优化扇翼参数，结果表明该方法适用于扇翼的参数优化。最后，建立了多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的组合优化策略，利用Sculptor网格变形技术对扇翼上、下翼面进行参数化，并对扇翼上、下翼面进行形状优化。本文研究表明，该优化方法可以在得到光滑的扇翼上、下翼面形状的同时，提升扇翼的气动性能。本文研究扇翼参数的同时，提出了扇翼参数和上、下翼面形状优化方法，为提高扇翼气动性能提供了新的研究手段。关键字：扇翼，数值模拟，试验设计，近似模型，优化i扇翼设计参数及翼面形状气动优化研究ABSTRACTThefanwi

3、ngparametersarekeyfactorsthateffectedtheaerodynamicperformanceoffanwing.Researchoftheinteractioneffectsandmaineffectstotheaerodynamicperformanceoffanwingwillpromotethecapabilityoffanwingdesign,alsoitwillguidetheparametersoptimization.Inthispaper,fanwingistheo

4、bjectforresearch.Computationalfluiddynamicandoptimizationtechnologyareusedforparametersandtheshapeoffanwingairfoiloptimization.Firstly,establishaanalysismethodonaerodynamicperformancebasedonCFDandDOE.Theinteractioneffectsandmaineffectstotheaerodynamicperforma

5、nceoffanwingareanalyzedbaseonDOEandoptimizationalgorithm.Secondly,theapproximateisbuiltbasedonCFDsimulation,andglobaloptimizationalgorithmandtheapproximateareusedforparametersoptimizationinsteadofCFDsimulationmodels.Theresultshowsthatthismethodcanbeappliedtof

6、anwingparametersoptimization.Atlast,thispaperproposeamethodthatcanparameterizefanwingmeshbaseonmeshmorphingtechnique.Baseonthat，amethodforaerodynamicperformanceoptimizationoffanwingairfoilusingglobaloptimizationalgorithmandgradientoptimizationalgorithmispropo

7、sed.Itisprovedthatthisoptimizationmethodcanbeappliedtooptimizefanwingairfoil.Thisresearchanalyzetheparametersoffanwing,alsoproposeoptimizationmethodsforfanwingparametersandtheshapeofairfoil.Thispaperprovidesanewwaytoimprovetheaerodynamicperformanceoffanwing.K

8、eywords:fanwingaircraft,numericalsimulation,DOE,approximate,optimizationii南京航空航天大学硕士学位论文目录第一章绪论............................................................................................