【摘要】：地效翼船近地飛行時(shí),除了機(jī)翼下方空氣受到阻塞,下表面壓力增大的弦向效應(yīng),還有機(jī)翼后緣自由渦的形成受到抑制,下洗減弱,使升力增加和誘導(dǎo)阻力減少的展向效應(yīng),然而從二維到三維的地效翼展向效應(yīng)研究很少,展向效應(yīng)對于地效翼的氣動(dòng)特性和穩(wěn)性的影響研究有待進(jìn)行,由地效翼船數(shù)值計(jì)算或試驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到原型設(shè)計(jì)結(jié)果的相似理論并未建立,且無地效翼展向的應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)參考。使用SST模型數(shù)值計(jì)算三個(gè)展弦比的NACA4412矩形翼在不同飛高和攻角狀態(tài)下的氣動(dòng)特性,差分獲得穩(wěn)性參數(shù)。同一相對飛高和攻角下,三維地效翼的升力系數(shù)增大的斜率隨著展弦比增大而減小;同一攻角下,升力系數(shù)關(guān)于相對飛高的變化斜率隨著展弦比越大而越大;同一相對飛高下,升力系數(shù)變化關(guān)于攻角的變化斜率隨著展弦比越大而越大;數(shù)值計(jì)算得到的下洗角的變化趨勢與經(jīng)典Wieselsberger公式計(jì)算結(jié)果一致;發(fā)現(xiàn)展弦比、飛高和攻角對地效翼的攻角焦點(diǎn)位置影響較小,飛高焦點(diǎn)隨著飛高的增大而發(fā)散,不同展弦比飛高焦點(diǎn)發(fā)散的程度不同,導(dǎo)致地效翼靜穩(wěn)性裕度難以預(yù)測。以流動(dòng)相似基礎(chǔ),提取地效翼船近水面飛行系統(tǒng)中流動(dòng)相關(guān)的物理量并形成相似準(zhǔn)數(shù),根據(jù)第二相似定理,建立了薄型地效翼升力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)兩系數(shù)與相對飛高和攻角兩個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)關(guān)系,以及阻力系數(shù)與雷諾數(shù)、相對飛高和攻角三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)向原型設(shè)計(jì)結(jié)果的換算。采用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)地效翼-平尾組合體,力法分析靜穩(wěn)性與設(shè)計(jì)變量的關(guān)系,目標(biāo)函數(shù)值通過插值使用數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,使用單目標(biāo)優(yōu)化檢驗(yàn)多目標(biāo)優(yōu)化。多目標(biāo)遺傳算法獲得的Pareto最優(yōu)集為實(shí)際工程不同的目標(biāo)權(quán)重提供選擇的方案。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V271.5

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本文編號(hào)：2792653