[发明专利]考虑三维效应的小展弦比机翼翼型设计方法

摘要

本发明提出一种考虑三维效应的小展弦比机翼翼型设计方法，依次包括建立参数化的初始翼型数据；确定翼型的设计状态和设计目标；采用拉丁超立方取样方法获得若干样本翼型数据；建立代理模型；建立优化种群并采用多目标优化算法对优化种群进行寻优。本发明结合经典的翼型参数化方法、代理模型技术、多目标优化算法，构建了高效可靠的战斗机小展弦比机翼翼型设计方法，通过二维环境下对翼型的几何和气动性能约束来保证翼型在小展弦比机翼上的性能，通过本模型设计的翼型可以大大提高机翼的跨音速和超音速性能，提高飞机的超音速巡航能力同时增加航程和作战半径。

主权项

一种考虑三维效应的小展弦比机翼翼型设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立参数化的初始翼型数据；步骤2：确定翼型的设计状态和设计目标，分为跨音速设计点：Ma＝0.85，Cl＝0.27         minimize:Cd；和超音速设计点：Ma＝1.5，Cl＝0.1           minimize:Cd；其中Ma为马赫数，Cl为升力系数，Cd为阻力系数；步骤3：依据步骤1参数化处理得到的初始翼型数据，采用拉丁超立方取样方法获得若干样本翼型数据；并对所有样本翼型进行流场求解，其中流场求解的设计状态为步骤2中确定的翼型设计状态；步骤4：根据步骤3得到的若干样本翼型数据和每个样本翼型的流场求解结果，建立代理模型；步骤5：建立优化种群，所述优化种群中包含若干样本点，所述样本点为满足小展弦比机翼翼型几何约束的参数化翼型数据；采用多目标优化算法对优化种群进行寻优，优化目标为：对于Ma＝0.85，Cl＝0.27的设计状态，优化结果翼型的Cd取到最小，且对于Ma＝1.5，Cl＝0.1的设计状态，优化结果翼型的Cd取到最小；同时在优化过程中，优化结果翼型满足以下约束：Ma＝0.25时，优化结果翼型的最大升力系数不小于设定值；Ma＝0.85时，优化结果翼型7度迎角下的升阻比不小于设定值；优化结果翼型的最大厚度不小于设定值；Ma＝0.75时，优化结果翼型阻力系数不高于设定值；Ma＝1.2时，优化结果翼型阻力系数不高于设定值；优化结果翼型中部弯度不小于设定值；寻优过程中，采用步骤4建立的代理模型计算优化种群中样本点的流场结果。