本文建立了基于伴隨方程的優(yōu)化系統(tǒng),并利用該系統(tǒng)針對(duì)二元進(jìn)氣道反設(shè)計(jì)、二維進(jìn)氣道與三維復(fù)雜進(jìn)氣道及前體優(yōu)化等工作展開(kāi)研究。首先,本文構(gòu)建出基于伴隨方法的優(yōu)化系統(tǒng)。本文對(duì)系統(tǒng)各部分進(jìn)行了測(cè)試與驗(yàn)證,將五個(gè)部分集成得到完整的優(yōu)化系統(tǒng),可進(jìn)行基于伴隨方法的氣動(dòng)性能優(yōu)化。其次,利用該系統(tǒng)對(duì)于二維進(jìn)氣道外壓縮段的反設(shè)計(jì)工作展開(kāi)了研究。本文將反設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問(wèn)題,壁面目標(biāo)壓力分布與當(dāng)前構(gòu)型壁面壓力分布差異作為優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù),建立了壁面壓力分布可控的二維進(jìn)氣道外壓縮段反設(shè)計(jì)方法,并對(duì)于不同來(lái)流馬赫數(shù)與壓升梯度進(jìn)行了參數(shù)化研究。結(jié)果表明,基于伴隨方程的反設(shè)計(jì)方法計(jì)算出的幾何型線,其壓力分布相對(duì)于基于特征線理論的反設(shè)計(jì)方法,與目標(biāo)壓力分布更為接近。同時(shí),對(duì)二維彎曲激波壓縮進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)點(diǎn)與非設(shè)計(jì)點(diǎn)均進(jìn)行基于伴隨方程的優(yōu)化。對(duì)設(shè)計(jì)點(diǎn)馬赫數(shù)為3.5的工況進(jìn)行優(yōu)化,將設(shè)計(jì)點(diǎn)的總壓恢復(fù)從原來(lái)的0.666優(yōu)化到最終的0.696;對(duì)8組非設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行總壓恢復(fù)優(yōu)化,獲得了良好的優(yōu)化結(jié)果,為進(jìn)氣道非設(shè)計(jì)點(diǎn)型面優(yōu)化提供了一定的參考。最后,對(duì)三維復(fù)雜氣動(dòng)構(gòu)型尤其是三維進(jìn)氣道以及升力構(gòu)型進(jìn)行了基于伴隨方程的優(yōu)化。在對(duì)二元彎... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 進(jìn)氣道設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究概況
    1.3 基于伴隨方法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 伴隨優(yōu)化程序及驗(yàn)證
    2.1 流動(dòng)方程與流場(chǎng)驗(yàn)證
    2.2 伴隨方程與梯度驗(yàn)證
    2.3 幾何變形方法
    2.4 網(wǎng)格變形方法
    2.5 優(yōu)化算法與平臺(tái)構(gòu)建
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于伴隨方法進(jìn)氣道外壓縮面反設(shè)計(jì)研究
    3.1 反設(shè)計(jì)問(wèn)題構(gòu)建
    3.2 反設(shè)計(jì)初步探索
    3.3 馬赫數(shù)參數(shù)化研究
    3.4 壓升梯度參數(shù)化研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 二維彎曲激波壓縮進(jìn)氣道優(yōu)化研究
    4.1 原始構(gòu)型設(shè)計(jì)點(diǎn)優(yōu)化
    4.2 進(jìn)氣道不同馬赫數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 非設(shè)計(jì)點(diǎn)Mach=2.8
        4.2.2 非設(shè)計(jì)點(diǎn)Mach=3.0
        4.2.3 非設(shè)計(jì)點(diǎn)Mach=4.0
        4.2.4 非設(shè)計(jì)點(diǎn)Mach=4.5
    4.3 進(jìn)氣道不同攻角優(yōu)化
        4.3.1 非設(shè)計(jì)點(diǎn)α= -6°
        4.3.2 非設(shè)計(jì)點(diǎn)α= -3°
        4.3.3 非設(shè)計(jì)點(diǎn)α=3°
        4.3.4 非設(shè)計(jì)點(diǎn)α=6°
    4.4 本章小結(jié)
第五章 三維進(jìn)氣道及前體優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
    5.1 二元曲激波進(jìn)氣道優(yōu)化
        5.1.1 原始構(gòu)型分析
        5.1.2 設(shè)計(jì)變量與優(yōu)化方法
        5.1.3 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
            5.1.3.1 優(yōu)化過(guò)程
            5.1.3.2 優(yōu)化前后變形
            5.1.3.3 敏感性分析
            5.1.3.4 優(yōu)化前后流場(chǎng)
    5.2 內(nèi)收縮進(jìn)氣道優(yōu)化
        5.2.1 原始構(gòu)型分析
        5.2.2 設(shè)計(jì)變量與優(yōu)化方法
        5.2.3 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
            5.2.3.1 優(yōu)化過(guò)程
            5.2.3.2 優(yōu)化前后變形
            5.2.3.3 敏感性分析
            5.2.3.4 優(yōu)化前后流場(chǎng)
    5.3 升力體優(yōu)化
        5.3.1 初始構(gòu)型分析
        5.3.2 設(shè)計(jì)變量與優(yōu)化方法
        5.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析與討論
            5.3.3.1 優(yōu)化過(guò)程
            5.3.3.2 優(yōu)化前后變形
            5.3.3.3 敏感性分析
            5.3.3.4 優(yōu)化前后流場(chǎng)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果及學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3164814