[发明专利]厚弦比对翼型升力特性影响的评估方法及计算设备

说明书

本公开提供了一种厚弦比对翼型升力特性影响的评估方法及计算设备，评估方法包括：S10、改变某一翼型的厚弦比，得到所述翼型的若干个厚弦比在某一雷诺数下的翼型升力特性；S20、将所述若干个厚弦比及翼型升力特性的数据作为原始点，通过三维拓扑映射方法建立尖点突变模型的平衡曲面与厚弦比‑翼型升力特性曲面之间的拓扑映射关系；以及S30、通过所述尖点突变模型的平衡曲面来预测不同厚弦比所对应的翼型升力特性。本公开可以在拥有部分翼型升力特性的基础上，快速的预测整个同族翼型的升力特性，不仅节省了成本，还具有较高的预测精度。

技术领域

本公开涉及翼型升力特性评估领域，尤其涉及低雷诺数下厚弦比对翼型升力特性影响的评估方法及计算设备。

背景技术

随着无人机的兴起，高空低雷诺数下的翼型特性引起了工业界和学术界的广泛关注，厚弦比作为翼型重要的设计参数，一直备受设计者和研究者的关注。目前工程上一般采用数值模拟的方法和实验的方法来评估厚弦比对翼型升力特性的影响。数值模拟的方法相对实验成本较低，但是计算周期比较长，时间成本高，且计算的准确度相对实验不够高；实验方法的缺点是前期准备时间比较长，低雷诺数环境的营造比较困难，实验的成本比较高。低雷诺数下的翼型失速具有强烈的非线性特征，例如突变性和迟滞性，针对此类问题，传统的微积分方法已经不再适用，因此评估厚弦比对低雷诺数下翼型升力特性影响一直没有较好的模型方法，性能的评估主要依靠实验和数值模拟，存在时间成本和物质成本高的缺点。

发明内容

为了解决或者至少缓解上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种厚弦比对翼型升力特性影响的评估方法及计算设备。

根据本公开的一个方面，一种厚弦比对翼型升力特性影响的评估方法，包括：

S10、改变某一翼型的厚弦比，得到所述翼型的若干个厚弦比在某一雷诺数下的翼型升力特性；

S20、将所述若干个厚弦比及翼型升力特性的数据作为原始点，通过三维拓扑映射方法建立尖点突变模型的平衡曲面与厚弦比-翼型升力特性曲面之间的拓扑映射关系；以及，

S30、通过所述尖点突变模型的平衡曲面来预测不同厚弦比所对应的翼型升力特性。

根据本公开的至少一个实施方式，步骤S20中，所述三维拓扑映射方法包括一步线性拓扑变换以及两步非线性拓扑变换，将六列原始点从所述尖点突变模型的平衡曲面上变换到所述厚弦比-翼型升力特性曲面上。

根据本公开的至少一个实施方式，步骤S20中，所述线性拓扑变换的方程如下所示，

u,v表示尖点突变模型的控制量，x表示尖点突变模型的状态量；l₁,l₂,l₃,m₁,m₂,m₃,n₁,n₂,n₃,a,b和c表示待定系数，通过四个原始点在变换前后的映射关系求解得出。

根据本公开的至少一个实施方式，通过四个原始点求解线性拓扑变换方程的所述待定系数的方程组如下：

其中，点A指的是厚弦比为0.4时的失速和恢复点，点B和点C分别指的是厚弦比为1.2时的失速和恢复点，点D是厚弦比为1.2时的翼型特性的任意一点。

根据本公开的至少一个实施方式，步骤S20中，所述两步非线性拓扑变换包括：

S21、进行第一步径向基神经网络变换，建立尖点突变模型的分岔点集与翼型升力特性分岔点集之间的拓扑映射关系；以及，

S22、进行第二步径向基神经网络变换，建立尖点突变模型的状态参数与翼型升力系数之间的拓扑映射关系。