跨声速层流翼型的混合反设计/优化设计方法
跨声速层流翼型设计须兼顾优良的超临界特性和自然层流特性,因而对设计方法提出了更高的要求.针对现有反设计方法和直接优化设计方法的不足,发展了一种适用于跨声速层流翼型的混合反设计/优化设计方法.该方法引入了基于经验的局部流场特征作为反设计目标,翼型性能指标作为直接优化设计目标,然后加权形成了混合反设计/优化设计总目标,并同时考虑了气动和几何约束.优化算法采用基于自适应并行加点技术的代理优化,流动数值模拟采用耦合基于线性稳定性理论的eN转捩自动判定的雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程求解器.针对现代中短程民用客机需求,以NPU-LSC-72613翼型为基准,开展了层流翼型减阻的混合反设计/优化设计.分别将局部目标压力分布、总阻力作为反设计和直接优化设计目标,得到了较好的优化结果,验证了方法的有效性.经过2轮优化结果显示混合反设计/优化设计总目标显著下降.所设计翼型吸力面局部压力分布与目标压力分布基本一致,总阻力下降15.5％;吸力面和压力面层流范围均大于55％倍弦长,激波强度显著减弱,说明所设计翼型同时具有优良的超临界和层流特性.将所设计翼型配置到机翼上,通过三维数值模拟进行校验,结果显示所设计跨声速层流机翼升阻比提高了6.64％,在一定升力系数范围内,气动性能均有显著提高,验证了所设计跨声速层流翼型在机翼设计中的适用性.
层流翼型、代理优化、反设计、直接优化设计、转捩自动判定
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V211.3(基础理论及试验)
国家自然科学基金11772261;航空科学基金2016ZA53011;CFD前沿技术项目2015-F-016
2019-02-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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