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进行了基于黏性伴随方法和Navier Stokes方程的跨声速机翼气动优化设计研究。分别推导了适用于三维跨声速机翼气动反设计和减阻设计的黏性伴随方程、边界条件和梯度求解表达式,并研究了伴随方程的数值求解方法。通过将网格生成、流场计算、黏性伴随方程数值求解、梯度求解和拟牛顿优化算法等几方面的有效结合,发展了一种跨声速机翼气动优化设计方法。为了提高计算效率,将多重网格方法应用到方程的数值求解中来加速收敛。跨声速机翼反设计和减阻设计算例验证了本文所发展的方法的正确性。采用本文的方法进行优化设计,一般通过20~30次迭代就能得到满意的结果。 相似文献
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跨声速机翼流场的N—S方程计算 总被引:3,自引:1,他引:2
本文给出了三维机翼粘性流场的数值模拟过程,控制方程为时均化的三维可压缩薄层Navier-Stokes方程,湍流模型采用Baldwin-Lomax两层代数湍流模型,空间离散采用中心有限体积格式,时间采用Runge-Kutta多齿格式进行式积分。 相似文献
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机翼跨音速颤振的频域计算方法是以给定机翼模态分布下机翼上各点的模态值作为运动幅值,以三维非定常Euler方程为控制方程,采用有限体积法和双时间推进,求解三维机翼简谐运动下的非定常气动力。所求得的气动力作为已知值运用于颤振方程,利用v-g法进行求解。对得到的一系列的阻尼、速度和频率进行了线性插值,从而得到颤振速度和颤振频率。 相似文献
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基于伴随方法的机翼多设计点气动反设计方法 总被引:1,自引:0,他引:1
针对三维机翼多点多约束气动反设计问题,基于伴随理论方法和粘性流雷诺平均N-S方程,通过粘性流数值模拟、伴随方程与梯度精确数值求解、计算网格高效算法及梯度类优化算法等有效结合,并采用考虑多设计点梯度权重系数的并行计算近似模式,开展了一种三维机翼多设计点多约束气动反设计方法研究,进行了典型算例验证。研究表明:所发展的机翼多设计点气动反设计方法具有较好的鲁棒性及优化效率。 相似文献
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本文用保角转绘加剪切变换生成三维机翼与翼身组合体C-H型网格,并在这类网格拓扑上,用有限体积法研制出可供分析机翼与翼身组合体绕流的三维欧拉方程计算程序。本方法的特色是改进了机翼表面网格点的分布,使机翼后缘与网格线一致;采用了当量机身,使机岙表面到对称面光滑过渡;嵌入了边界层粘性修正。改善了计算结果。数值计算表明,对粘性影响较大的超临界绕流,边界层修正效果显著。 相似文献
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报道了有效而实用的三维设计程序(AeSOP)的发展,该程序以及离散敏感性分析为基础,能处理大量的设计变量,敏感性分析的作用在于直接“耦合”计算流体动力学(CFD)和数值优化法,促进高效的直接设计方法的发展,流量解算是以欧拉方程的原始全隐式公式为依据的,在设计跨音速流中运输机的三维机翼时验证了这种新程序,另外,文中报道了一种非常灵活的机翼模型,完全以二维和三维Bezier-Bernstein参数化法 相似文献
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本文给出了用欧拉方程求解带操纵面机翼的数值结果,采用有限体积法,四步Ronge-Kutta时间推进,结合不连续面通量守恒传递技术,对有操纵面偏转的三维机翼流场进行求解,计算结果与实验符合较好。 相似文献
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型架外形设计涉及气动、结构以及气动同结构相互作用三个部分,通过使用Euler方程和雷诺平均N—S方程两种控制方程进行气动力计算,并将两组结果用于型架设计的气动输入,经过对比分析得到,气动力对型架设计有一定的影响,开发出更细致高效的气动力计算方法是提高型架设计准确性的重要部分。 相似文献
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基于响应面法的机翼气动/结构一体化优化设计研究 总被引:4,自引:1,他引:4
基于响应面法进行了机翼气动/结构一体化优化设计研究,流动控制方程为三维欧拉方程,采用有限体积法进行数值求解,应力和结构变形采用有限元方法计算,静气动弹性分析采用强耦合迭代方式,响应面模型采用二次多项式来构造。以跨音速M6机翼为初始机翼,进行了多目标、多约束情形下的气动/结构综合优化设计,优化后所得到的新机翼具有更佳的气动/结构综合性能,升阻比增加了9.25%,而重量减轻了4.84%;响应面模型精度满足设计要求,拟合误差均不超过1%;这说明本文所发展气动/结构综合优化设计方法是成功且有效的,具有广泛的应用前景。 相似文献
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宋倩 《民用飞机设计与研究》2018,(4):6
针对目前在飞翼客机机翼优化过程中对气动弹性效应考虑不充分、气动/结构耦合不充分的问题,分别对飞翼客机机翼的CFD(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)气动模型、平板气动模型和三维板杆模型进行参数化建模,开展了针对飞翼布局客机机翼的气动/结构综合优化设计的研究,搭建了一套基于Kriging模型的前瞻性设计方法,获得了机翼最优的气动外形和结构构型,在有效降低机翼结构重量的同时,显著地减少了气动阻力。在满足精度及效率的前提下,气动子学科选用亚声速偶极子格网法以及基于Euler方程的CFD方法,结构子学科选用有限元分析方法,优化算法采用遗传算法。 相似文献
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双欧法与四元数法的应用比较 总被引:5,自引:0,他引:5
对解决欧拉方程奇异性的双欧拉和四元数法进行了对比研究,四元数法从理论上讲比较完美,但实际应用中存在较大的累积计算误差,从而影响计算精度;双欧法利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区交替运算,把精华区扩展到全域,不仅根除了奇异性,而且计算误差小。因此,对于解决欧拉方程奇异性来讲,双欧法要优于四元数法。 相似文献
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把最优化方法与机翼的气动力求解相结合,进行跨音速机翼的气动优化设计。采用最优化方法为遗传算法,机翼的气动力由三维欧拉方程的数值解来提供。与基准机翼相比较,优化设计的机翼其气动性能有较大幅度的提高,表明遗传算法在机翼优化设计中的可行性和有效性 相似文献