轴对称短舱自然层流优化及转捩敏感性分析

大涵道比涡扇发动机短舱摩擦阻力大，高雷诺数下通过自然层流技术（NLF）减小短舱表面摩擦阻力是降低短舱总阻力的一种有效措施。为了提高气动优化效率，发展了一种进化/确定性混合优化算法，并结合六阶形状类别变化函数（CST）参数化方法和■转捩模型，对高雷诺数几何约束下的轴对称短舱进行自然层流优化设计。为了分析层流范围的变化规律，对设计的轴对称层流短舱开展了局部几何控制参数、流量系数（MFR）和马赫数（Ma）的敏感性研究。结果表明：混合优化算法能够显著提高优化效率，并成功应用于短舱气动外形优化中。在单变量几何参数影响下，短舱外形头部区域对压力分布和层流范围的影响最为显著，是层流设计的重点关注区域。流量系数和马赫数的变化使得层流范围波动较大，设计的短舱在设计点 MFR=0.7和 Ma=0.85附近，能够保持20%以上范围的层流。