[发明专利]一种快速、择优的缝道翼型设计方法

权利要求书

1.一种快速、择优的缝道翼型设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，缝道形状设计：包括缝道形状参数化、缝道形状求解及缝道形状优化；

步骤二，缝道参数设计：根据缝道形状优化设计结果，选取设计结果最优、同时满足约束条件的缝道形状作为缝道参数设计的输入，缝道参数设计包括缝道襟翼坐标变换和缝道参数优化。

2.根据权利要求1所述的一种快速、择优的缝道翼型设计方法，其特征在于：所述步骤一中的缝道形状参数化具体为：

选用NURBUS曲线对带缝道翼型的缝道形状进行参数化；

建立基于n个控制点(1,…,n)作为缝道外形曲线方程的控制点，为了简化控制方程，选取4个控制点，其中首尾控制点p₁、p₄为缝道翼型与主翼上下表面相切的两个点，中间两个控制点p₂、p₃由缝道翼型弦长确定，为了使缝道外形能光滑过渡到主翼外形上，在首尾各增加一个控制点p′₁、p′₄，增加的控制点在主翼外形上，且p₁与p′₁、p₄与p′₄的距离非常小，一般取当地翼型当地弦长的1％。

3.根据权利要求2所述的一种快速、择优的缝道翼型设计方法，其特征在于：所述步骤一中的缝道形状求解具体为：

建立基于n个控制点的k次NURBUS曲线控制方程：

其中N_i,k(u)为k次样条基函数，采用递归函数进行求解：

其中u为节点值，节点矢量为T＝[t₁,t₂,…,t_n+k+1]，节点矢量是一个非递减的参数序列，为了使曲线通过首尾控制点，则节点矢量必须在首尾重复k+1次，即T＝[0,0,…,0,t_k+2,…,t_n,1,1,…,1]^T，公式(1)中，w_i为权因子，一般认为各控制顶点对NURBUS曲线影响一致，即w_i＝1，则公式(1)简化为：

首先，确定节点向量T，其值之间的间距可以为任意值，这个向量的取值不能可得到不同的混合函数形状；其次，根据节点个数m确定节点变量u＝[u₁,u₂,…,u_m-1,u_m]^T，其中节点个数m为自定义，一般设m≥100、节点变量等间距取值，即再次，将节点向量T和节点变量u带入到公式(2)中，求出每个节点变量对应的k次样条基函数，即：

最后，将公式(4)与控制点坐标p_i(1,2,…,n)带入公式(3)中计算出每个节点变量对应的坐标：

其中ux_j、uy_j分别为每个节点变量对应的x和y方向坐标，分别为每个控制点的x和y方向坐标。

4.根据权利要求3所述的一种快速、择优的缝道翼型设计方法，其特征在于：所述步骤一中的缝道形状优化为：

将缝道外形控制点坐标作为优化变量，将缝道外形求解程序、坐标变换程序、动网格程序、流场求解程序进行集成，以缝道外形控制点坐标作为优化变量、升力系数最大为优化目标、缝道襟翼弦长为约束条件，采用遗传优化算法对缝道外形进行优化。