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)針對二元進氣道反設(shè)計、二維進氣道與三維復(fù)雜進氣道及前體優(yōu)化等工作展開研究。首先,本文構(gòu)建出基于伴隨方法的優(yōu)化系統(tǒng)。本文對系統(tǒng)各部分進行了測試與驗證,將五個部分集成得到完整的優(yōu)化系統(tǒng),可進行基于伴隨方法的氣動性能優(yōu)化。其次,利用該系統(tǒng)對于二維進氣道外壓縮段的反設(shè)計工作展開了研究。本文將反設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題,壁面目標壓力分布與當前構(gòu)型壁面壓力分布差異作為優(yōu)化問題的目標函數(shù),建立了壁面壓力分布可控的二維進氣道外壓縮段反設(shè)計方法,并對于不同來流馬赫數(shù)與壓升梯度進行了參數(shù)化研究。結(jié)果表明,基于伴隨方程的反設(shè)計方法計算出的幾何型線,其壓力分布相對于基于特征線理論的反設(shè)計方法,與目標壓力分布更為接近。同時,對二維彎曲激波壓縮進氣道的設(shè)計點與非設(shè)計點均進行基于伴隨方程的優(yōu)化。對設(shè)計點馬赫數(shù)為3.5的工況進行優(yōu)化,將設(shè)計點的總壓恢復(fù)從原來的0.666優(yōu)化到最終的0.696;對8組非設(shè)計點進行總壓恢復(fù)優(yōu)化,獲得了良好的優(yōu)化結(jié)果,為進氣道非設(shè)計點型面優(yōu)化提供了一定的參考。最后,對三維復(fù)雜氣動構(gòu)型尤其是三維進氣道以及升力構(gòu)型進行了基于伴隨方程的優(yōu)化。在對二元彎... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：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 進氣道設(shè)計與優(yōu)化研究概況
    1.3 基于伴隨方法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 伴隨優(yōu)化程序及驗證
    2.1 流動方程與流場驗證
    2.2 伴隨方程與梯度驗證
    2.3 幾何變形方法
    2.4 網(wǎng)格變形方法
    2.5 優(yōu)化算法與平臺構(gòu)建
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于伴隨方法進氣道外壓縮面反設(shè)計研究
    3.1 反設(shè)計問題構(gòu)建
    3.2 反設(shè)計初步探索
    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氣道優(yōu)化研究
    4.1 原始構(gòu)型設(shè)計點優(yōu)化
    4.2 進氣道不同馬赫數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 非設(shè)計點Mach=2.8
        4.2.2 非設(shè)計點Mach=3.0
        4.2.3 非設(shè)計點Mach=4.0
        4.2.4 非設(shè)計點Mach=4.5
    4.3 進氣道不同攻角優(yōu)化
        4.3.1 非設(shè)計點α= -6°
        4.3.2 非設(shè)計點α= -3°
        4.3.3 非設(shè)計點α=3°
        4.3.4 非設(shè)計點α=6°
    4.4 本章小結(jié)
第五章 三維進氣道及前體優(yōu)化設(shè)計研究
    5.1 二元曲激波進氣道優(yōu)化
        5.1.1 原始構(gòu)型分析
        5.1.2 設(shè)計變量與優(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
    5.2 內(nèi)收縮進氣道優(yōu)化
        5.2.1 原始構(gòu)型分析
        5.2.2 設(shè)計變量與優(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
    5.3 升力體優(yōu)化
        5.3.1 初始構(gòu)型分析
        5.3.2 設(shè)計變量與優(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
    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
致謝
在學(xué)期間研究成果及學(xué)術(shù)論文



本文編號：3164814