一种旋翼翼型多点多约束气动优化设计策略

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1、第43卷第1期2013年1月航空计算技术AemnauticalComputingTechniqueVol-43No．1Jan．2013一种旋翼翼型多点多约束气动优化设计策略丁存伟，杨旭东(西北工业大学翼型叶栅国家重点实验室，陕西西安710072)摘要：充分考虑伴随方法的梯度求解的准确性、cFD计算量小等显著优点，研究了引入基于伴随方法的梯度信息的响应面模型构造问题，发展了基于梯度信息改进的响应面方法，提高了多设计变量适应性及优化效率；针对悬停／前飞／机动状态下的旋翼翼型升阻比、阻力发散马赫数、最大升力等气动特性精

2、确分析需求，分别提出了对应的合理气动计算策略；为有效适应旋翼翼型复杂气动设计问题，发展了基于伴随方法与响应面法有效结合、针对悬停／前飞／机动状态对应气动计算策略的一种较实用高效的旋翼翼型气动优化设计策略，提高了计算精度、鲁棒性与优化效率，进行了典型0A309旋翼翼型算例验证，优化后旋翼翼型与原0A309翼型相比，综合性能有较好改善，研究表明，所发展的气动设计策略是有效、可行的。关键词：旋翼翼型；多点多约束；响应面方法；伴随方法；CFD技术；MsEs软件中图分类号：V2“．3文献标识码：A文章编号：1671．654

3、x(2013)0l一0052。06Multi·pointAerodynaIllicOptilIlizationDesi弘StrategyofRotorAirfonWithMlIlti—co璐trainConditio璐DINGCun—wei，YANGXu-dong(№如№Z研k60m幻∥Q厂

4、sc施耽en蒯死如加ZogyonAero匆nom如跳塘mn蒯R∞eorc^，Ⅳon^加黜把mPo如ec^凡如nz踟洫瑙妙，尉7Ⅱn710072，仍i舰)Abstract：consideringthehighaccuracy，

5、smallamountofcalculationandotheradvantagesoftheadjointmethodfbrsolVingthegradient，thetraditionalI℃sponsesurfhcemethodisimprovedbyintrDducinggradi—entcalculatedbytheadjointmethodinresponsesurf．acemodelconstmction．Theadaptabilityandoptimi—zationemciencyofthisne

6、wmethodareimpmvedinmulti—variablesdesignproblem．Accordingtothede-mandforaccurateaerodynamicanalysisofrotoraid“l，suchaslift—dragratio，dmg-riseMachnumberandthemaximumliftinhoVer／forwardnighL／maneuverstate，areasonableaemdynamiccalculationstmte-gyforIjotaid．0ilin

7、diH’erentstateisproposed．BasedontheimprovedresponsesuIfacemethodandtheaerodynamiccalculationstrategyformtorairfoil，apmcticalande伍cient叩timizationdes培nstrateg)risdeVeloped．Thecalculationaccumcy，mbustnessande￡ficiencyofoptimizationareimpmvedsignificantly．Aerody

8、namicoptimizationdes唔noftypicalOA309mtaidbilispresented．Comparedwithori百nalOA309aid．oil，theoptimizedaid’oilhasbettercomprehensiveperfb册ance．TheI℃searchshowsthattheoptimiza—tiondesignstmtegydeVelopedinthispaperisefrectiveandf宅asible．Keywords：rotorai而il；multi-p

9、ointdesignwithmulti-constrainconditions；responsesu以cemethodolo—gy；adjointmethod；CFDtechnique；MSEs引言直升机旋翼具有不同于固定翼飞行器的特殊飞行机理，对翼型设计提出了特殊指标要求，需要在苛刻俯仰力矩限制条件下满足前飞、机动、悬停等多种飞行状态下对翼型不同性能的要求，旋翼翼型影响