混合翼身融合构型飞行器气动外形一体化设计与优化

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1、中图分类号：V211.3论文编号：102870118-S018学科分类号：080103硕士学位论文混合翼身融合构型飞行器气动外形一体化设计与优化研究生姓名仓宇学科、专业流体力学研究方向计算流体力学指导教师刘学强教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringIntegrateddesignandoptimizationoftheaerodynamicshapeforaircraft

2、underHybrid-Wing-BodyconfigurationAThesisinFluidMechanicsbyCangYuAdvisedbyProf.LiuXueqiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要针对HWB构型飞行器的气动优化问题，发展了用于BWB构型飞行器的参数化描述方法，对HWB构型飞行器的中央体、外翼和尾翼进行了参数化描述，所选设计参数体现了一体化设计的思想，对中央体与外翼进行联合考察，一定程度上避免了分离式设计的缺点；对于所设计的HWB构型飞行器，采用NURBS方法实现了其参数化描述下的CAD自动建模，并以通

4、用的IGES格式存储；在生成的CAD模型基础上，基于多块结构网格技术编制了相应的外流场网格自动生成程序，并对局部网格进行光顺处理，所生成的多块结构网格最终被转换为非结构形式；利用所生成的网格对N-S方程进行数值求解，采用S-A模型，对流项采用Roe格式，耗散项采用中心格式，时间上采用4步Runge-Kutta显式推进，数值计算表明初始构型的升阻特性与传统构型相近，在设计状态升阻比可达22左右；最后，基于Kriging模型对初始构型展向3个翼剖面上的扭转角进行优化，应用拉丁超立方采样方法抽取50个样本点建立代理模型，并应用基于实数编码的遗传算法进行寻优，数值计算表明优

5、化后的升阻特性较初始构型有约4%的提升。关键词：混合翼身融合体，一体化设计，参数化建模，网格生成，气动外形优化I混合翼身融合构型飞行器气动外形一体化设计与优化ABSTRACTAparametricmodelingmethodwasdevelopedtodescribetheshapeofaircraftsundertheHybrid-Wing-Bodyconfiguration.BasedontheBlended-Wing-Bodyconfiguration,thisparametricmodelingmethodwasproposedtooptimizetheae

6、rodynamicperformanceoftheHWBconfiguration.Anintegratedperspectivewasintroducedinthismethodsothatthecentralbody,theouterwingandthetailcanbeconsideredatthesametime.TheNURBStechniquewasappliedtogenerateCADmodelsfortheHWBaircraftsautomatically,andthemodelswerestoredintheIGESformatnatively.

7、Programsforgeneratingthemulti-blockstructuredgridsforthesemodelswaswrote.ThegridswassmoothedbasedontheellipticPDEslocallyandwasconvertedtounstructuredformatatlast.TheNavier-Stokesequationswassolvednumericallybasedonthegeneratedgrids,wheretheS-Aturbulencemodelwasapplied,theflowtermwas