[发明专利]一种微小型旋翼无人飞行器旋翼翼型的设计方法及产品

摘要

本发明公开了一种微小型旋翼无人飞行器旋翼翼型的设计方法及产品，设计方法结合了基于代理模型的高效优化算法、基于自由变形技术的外形参数化方法、基于径向基函数的网格变形方法、基于雷诺平均方程的气动性能计算方法。首先确定设计工况，根据螺旋桨的主要运行工况，及翼型在桨叶上所处的径向位置，确定翼型的来流状态，即来流马赫数、雷诺数、迎角；其次确定设计指标：尽可能大的升阻比。根据上述方法，以Eppler 387为基准翼型，设计上表面整个曲率上凸，下表面曲率前段下凹、后段上凸的翼型，其相对厚度较小、后段上表面较平坦、整体弯度较大，下表面前段明显内凹，具有较低的总阻力系数、较高的升力系数，从而具有较高的升阻比，提高气动效率。

主权项

1.一种微小型旋翼无人飞行器旋翼翼型的设计方法，包括以下步骤：(1)根据三维旋翼的运行工况，确定60％～80％剖面处二维翼型的运行工况并计算出所需翼型的设计状态，根据翼型的设计状态选定基准翼型；(2)生成基准翼型所需的计算网格，采用计算流体力学方法计算基准翼型在设计状态的气动性能；(3)确定设计空间，使用试验设计方法在设计空间内选取初始样本点；(4)通过自由变形参数化方法将样本点处理生成翼型的数学模型；(5)使用径向基函数方法获得样本翼型的计算网格；(6)采用计算流体力学方法计算样本翼型的气动性能，从而获得样本的目标函数和约束函数值；(7)建立样本翼型相应目标函数和约束函数的样本数据库；(8)根据样本数据库建立代理模型；(9)采用布谷鸟搜索算法和梯度优化算法获得代理模型的最优解；(10)重复步骤(4)～(9)，直至优化过程收敛。