本文關(guān)鍵詞：機(jī)翼鼓包減阻技術(shù)及靜氣動(dòng)彈性影響分析

  更多相關(guān)文章： 鼓包 Isight優(yōu)化軟件 進(jìn)化策略算法 超臨界翼型 機(jī)翼 減阻 靜氣動(dòng)彈性

【摘要】：近年來,民用飛機(jī)采用超臨界機(jī)翼來提高阻力發(fā)散馬赫數(shù),但這并不能消除激波的產(chǎn)生。鼓包作為一種激波控制技術(shù),通過在翼型和機(jī)翼上表面加裝鼓包,可以改變翼型和機(jī)翼的局部外形,使氣流在鼓包位置受到局部壓縮,削弱激波的強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)減阻。本文以Isight優(yōu)化軟件和進(jìn)化策略算法為基礎(chǔ),集成自編鼓包外形生成程序、網(wǎng)格生成軟件Gridgen和流場(chǎng)仿真軟件Fluent,搭建了一個(gè)鼓包優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過該平臺(tái)對(duì)超臨界翼型和機(jī)翼加裝鼓包的減阻特性進(jìn)行數(shù)值研究,研究結(jié)果表明:翼型加裝優(yōu)化的二維鼓包后具有很好的減阻效果,雖然不能改變升阻特性下降的趨勢(shì),但相對(duì)干凈翼型有了很大提高,并且流動(dòng)分離現(xiàn)象也得到延緩甚至抑制;三維鼓包具有展向特性,這種特性不僅適用于直機(jī)翼也適用于后掠翼,機(jī)翼加裝優(yōu)化的三維鼓包后能改善來流方向的流動(dòng),減小機(jī)翼的阻力,但同時(shí)也會(huì)對(duì)展向流動(dòng)產(chǎn)生影響。來流馬赫數(shù)和迎角的變化對(duì)鼓包高度和鼓包位置的影響較大,而對(duì)鼓包長(zhǎng)度和鼓包頂點(diǎn)的位置影響較小,鼓包長(zhǎng)度常常取得最大值,鼓包頂點(diǎn)位于鼓包中心附近。鼓包展向長(zhǎng)度對(duì)來流情況不敏感。該平臺(tái)通用性強(qiáng),優(yōu)化過程無需人工干預(yù),結(jié)果可靠。本文采用柔度法和迭代法研究鼓包對(duì)機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性的影響,研究結(jié)果表明:初步設(shè)置的三維鼓包對(duì)機(jī)翼的靜變形影響較小;機(jī)翼靜變形后,鼓包仍然具有減阻效果。
【關(guān)鍵詞】：鼓包 Isight優(yōu)化軟件 進(jìn)化策略算法 超臨界翼型 機(jī)翼 減阻 靜氣動(dòng)彈性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V211.47
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展概況16-18
• 1.3 本文的研究工作18-19
• 第二章 氣動(dòng)力計(jì)算方法19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 控制方程19-21
• 2.3 空間離散21-22
• 2.4 通量項(xiàng)計(jì)算22
• 2.4.1 對(duì)流通量項(xiàng)計(jì)算22
• 2.4.2 粘性通量項(xiàng)計(jì)算22
• 2.5 時(shí)間離散22-24
• 2.5.1 五步Runge-Kutta顯式時(shí)間推進(jìn)22-23
• 2.5.2 隱式時(shí)間推進(jìn)23-24
• 2.6 邊界條件24
• 2.7 湍流模型24
• 2.8 本文計(jì)算方法的安排24-25
• 2.9 Fluent數(shù)值模擬算例25-26
• 2.10 本章小結(jié)26-27
• 第三章 鼓包優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的建立27-37
• 3.1 網(wǎng)格生成軟件27
• 3.2 流場(chǎng)求解軟件27-28
• 3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件28-31
• 3.3.1 仿真流程集成28-29
• 3.3.2 參數(shù)研究和設(shè)計(jì)優(yōu)化29-31
• 3.3.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.2.3 代理模型31
• 3.3.2.4 質(zhì)量工程31
• 3.3.3 流程執(zhí)行自動(dòng)化31
• 3.4 優(yōu)化方法31-34
• 3.4.1 進(jìn)化策略的基本原理31-32
• 3.4.2 進(jìn)化策略的基本技術(shù)32-34
• 3.4.2.1 問題的表達(dá)32-33
• 3.4.2.2 初始群體的產(chǎn)生33
• 3.4.2.3 適應(yīng)度計(jì)算33
• 3.4.2.4 突變33
• 3.4.2.5 選擇33
• 3.4.2.6 終止33-34
• 3.4.3 進(jìn)化策略的表述34
• 3.5 鼓包優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的建立34-36
• 3.5.1 造型模塊35
• 3.5.2 網(wǎng)格生成模塊35-36
• 3.5.3 流場(chǎng)求解模塊36
• 3.5.4 優(yōu)化計(jì)算模塊36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 超臨界翼型鼓包優(yōu)化37-47
• 4.1 二維鼓包的外形37
• 4.2 二維鼓包的減阻原理37-38
• 4.3 二維鼓包的生成38-39
• 4.4 二維鼓包的優(yōu)化計(jì)算39-46
• 4.4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在不同來流馬赫數(shù)下的應(yīng)用和分析41-44
• 4.4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在不同迎角下的應(yīng)用和分析44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第五章 機(jī)翼鼓包優(yōu)化47-60
• 5.1 三維鼓包的外形47-48
• 5.2 三維鼓包的減阻原理48
• 5.3 三維鼓包的生成48-49
• 5.4 三維鼓包的優(yōu)化計(jì)算49-59
• 5.4.1 直機(jī)翼49-54
• 5.4.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在不同馬赫數(shù)下的應(yīng)用和分析49-52
• 5.4.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在不同迎角下的應(yīng)用和分析52-54
• 5.4.2 無限展長(zhǎng)后掠翼54-56
• 5.4.3 M6機(jī)翼56-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 鼓包機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性影響分析60-68
• 6.1 鼓包優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在某客機(jī)機(jī)翼上的應(yīng)用60-63
• 6.2 鼓包對(duì)機(jī)翼靜氣動(dòng)彈性的影響63-67
• 6.2.1 網(wǎng)格生成63-64
• 6.2.1.1 靜態(tài)網(wǎng)格生成63
• 6.2.1.2 變形網(wǎng)格生成63-64
• 6.2.2 柔度法靜氣動(dòng)彈性計(jì)算64-65
• 6.2.2.1 柔度矩陣插值64-65
• 6.2.2.2 迭代法靜氣動(dòng)彈性計(jì)算65
• 6.2.3 結(jié)果與分析65-67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 本文的主要工作和結(jié)論68
• 7.2 本文的不足和展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：984448