一种无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法技术

本申请属于航空航天技术领域，特别涉及一种无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法。本申请的无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法，采用统一目标函数实现多种设计约束下设计目标优化，采用基于N

【技术实现步骤摘要】
一种无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法


[0001]本申请属于航空航天
，特别涉及一种无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法。

技术介绍

[0002]无尾飞翼布局由于良好的气动效率及隐身特性，在军用飞机得到了广泛的应用，同时飞翼布局又存在操纵效能低，配平损失等典型问题。一般来说，要求飞机在巡航状态时具有较高升阻比，同时具有较小的低头力矩，从而不会引起较大的配平损失，而这两种要求往往是矛盾的，尤其在飞翼布局上表现的较为突出，即提高巡航升阻比的同时会带来较大的低头力矩，从而使得最终全机配平升阻比没有提升。无尾飞翼布局气动设计参数耦合严重，是涉及气动、操稳、总体、隐身、结构等专业约束的综合设计难题，也是气动优化设计中典型的多目标多约束设计问题。
[0003]目前国内对于飞翼布局的设计主要采用基于人工经验的“试凑法”，这种方法在概念设计及初步设计方面可以满足要求，但随着研制阶段的深入，各专业设计约束越来越多，气动外形优化的空间进一步减小，基于人工经验很难找到一个合理的优化结果，同时要求气动外形快速冻结，进一步压缩气动外形设计周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法，其特征在于，包括：步骤一、确定待优化设计的基线外形、设计状态、设计目标以及设计约束；步骤二、构建目标函数，并分别确定设计目标以及设计约束的权值；步骤三、根据所述目标函数推导伴随方程边界条件以及梯度求解公式；步骤四、以所述基线外形为输入，采用Hicks
‑
Henne形状函数对外形进行弯扭参数化，得到设计变量；步骤五、采用无线插值方法生成基线外形流场计算网格；步骤六、根据基线外形流场计算网格，采用基于N
‑
S方程的CFD求解方法计算基线外形的气动性能参数；步骤七、根据所述气动性能参数求解伴随方程，获取伴随变量的数值解；步骤八、根据所述梯度求解公式、所述气动性能参数以及所述伴随变量的数值解计算目标函数对所述设计变量的梯度；步骤九、采用最速下降法进行梯度搜索，获取最优解，并根据最优解生成优化外形；步骤十、采用基于N
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S方程的CFD求解方法计算优化外形的气动性能参数，对比优化外形的气动性能参数与上一轮外形的气动性能参数，检验优化设计结果是否满足要求，若是，则停止优化，否则，返回步骤五，直至迭代步数超过预设最大值。2.根据权利要求1所述的无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法，其特征在于，步骤一中，所述确定待优化设计的基线外形、设计状态、设计目标以及设计约束包括：所述基线外形为大展弦比飞翼布局；所述设计状态为飞行马赫数Ma＝0.75、迎角α＝4
°
；所述设计目标为阻力优化；所述设计约束为升力、力矩以及面积不降低。3.根据权利要求2所述的无尾飞翼布局的多约束精细化气动优化设计方法，其特征在于，步骤二中，所述构建目标函数，并分别确定设计目标以及设计约束的权值包括：目标函数为：其中，C
D
阻力系数，C
L
为升力系数，C
m
为俯仰力矩系数，A(IS)为第IS个控制剖面的面积，C
L0
为基线外形在设计状态下的升力系数初始量值，C
m0
为基线外形在设计状态下的俯仰力矩系数初始量值，A0(IS)为基线外形在设计状态下的第IS个控制剖面的面积初始量值，ISECTION为控制剖面的数目，各部分的权值分别取：Ω1＝50，Ω2＝2，Ω3＝0.001，Ω4＝0.5；设计目标的权值：阻力系数C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓冬，张沛良，王永恩，何光洪，衣然，吴蓝图，郭旺柳，石钧之，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：