[发明专利]一种波纹板形式柔性后缘机翼结构的设计方法

权利要求书

1.一种波纹板形式柔性后缘机翼结构的设计方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对某机翼，将波纹板结构与机翼进行硬件连接；

每个波纹板结构由若干波纹组成；所有波纹的凸起部位与蒙皮内侧胶接连接，形成柔性后缘；柔性后缘部分采用线驱动的方式，钢丝穿过波纹上的两侧通孔，将柔性后缘与两个舵机连接，每个舵机通过钢丝拉动柔性后缘，钢丝实现后缘上下偏转，从而实现后缘连续光滑变弯度；

步骤二、对机翼的结构变量以及驱动力变量分别取不同的值，利用试验设计采取样本点；

结构变量包括波纹板厚度、蒙皮厚度和波纹个数；

分别对波纹板厚度、蒙皮厚度，波纹个数以及驱动力变量取不同的值，进行组合，每个组合作为一个样本；

步骤三、根据选取的N个样本点，使用流固耦合方法对每个样本点进行有限元计算，分别输出各样本点对应的机翼升阻比C_L/C_D、后缘蒙皮鼓包大小swell和后缘偏转角

N根据实际需求通过试验设计规定；

后缘偏转角的计算公式为：

z代表后缘z向位移，c为波纹板后缘沿弦向的长度；C_L为机翼的升力系数，C_D为机翼的阻力系数；

步骤四、利用N个样本点的输入和输出，进行代理模型的拟合；

步骤五、固定机翼的结构变量，根据遗传算法选择满足驱动力约束条件的样本S，输入到拟合代理模型中，判断输出的机翼升阻比C_L/C_D是否满足收敛特性；如果是，输出样本S的最优后缘偏转角z₀，并结束；否则，继续选择满足驱动力约束条件的下一个样本，重复迭代，直至升阻比C_L/C_D满足收敛特性；

驱动力约束条件为：s.t.F＜F₀；

F为驱动力变量，F₀为所有舵机能产生的最大驱动力之和；

升阻比C_L/C_D的收敛特性是指：收敛迭代结果落在设定的误差范围之内；

步骤六、根据遗传算法选择同时满足结构变量和驱动力约束条件的样本T，输入到拟合代理模型中，判断输出的后缘蒙皮鼓包大小和后缘偏转角是否满足约束条件，如果是，进入步骤七，否则，重新选择下一个样本迭代判断；

结构变量和驱动力约束条件为：

h₁为波纹板的厚度，h_1min为波纹板的最小厚度，h_1max为波纹板的最大厚度，h₂为蒙皮的厚度，h_2min为蒙皮的最小厚度，h_2max为蒙皮的最大厚度，num为波纹的个数；num_min为波纹的最小个数，num_max为波纹的最大个数；

后缘蒙皮鼓包大小和后缘偏转角的约束条件为：

dis_z为后缘z向偏转位移；

步骤七、利用样本T的结构变量和材料密度，计算机翼的结构质量并判断是否达到收敛条件，如果是，则样本T对应的结构变量和驱动力作为最终结果，结束算法；否则，返回步骤六；

收敛条件是指：机翼的结构质量最轻；

步骤八、利用质量最小时的波纹板结构参数和驱动力参数进行设计，得到最优的波纹板形式柔性后缘机翼。

2.根据权利要求1所述的一种波纹板形式柔性后缘机翼结构的设计方法，其特征在于，步骤一中所述的波纹板结构至少选择一个，波纹板结构为矩形或梯形；波纹板结构最前沿与机翼翼段上下表面之间通过螺纹孔进行连接，共同组成完整的翼型；两个舵机分布在翼段的两端，同时对所有波纹进行驱动。

3.根据权利要求1所述的一种波纹板形式柔性后缘机翼结构的设计方法，其特征在于，步骤二中所述的试验设计为正交试验设计或者均匀试验设计。

4.根据权利要求1所述的一种波纹板形式柔性后缘机翼结构的设计方法，其特征在于，步骤四中所述的代理模型包括：RBF代理模型、响应面模型或Kriging模型。