基于共軛方程方法的多段翼型優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于共軛方程方法的多段翼型優(yōu)化設(shè)計姓名：汪奡卿申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：喬志德20030301西北T業(yè)人學(xué)碩：畢業(yè)論文第一章前言因為機翼增升系統(tǒng)對于飛機的短距起降能力和起降安全性的好壞起著關(guān)鍵性作用，空氣動力學(xué)專家們一直在研究飛機的翼型，包含多段翼型和襟翼增升裝置在內(nèi)的多段翼型和機翼的設(shè)計和優(yōu)化工作。它們的氣動布局和氣動性能不僅決定著飛機承載能力，操縱系統(tǒng)的設(shè)計和飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計及重量，還直接影響著操

2、縱面和襟翼增升裝置的氣動效率，襟翼偏轉(zhuǎn)時機翼的氣動特性以及飛機飛行的安全性。良好的多段翼型設(shè)計將使得飛機具有優(yōu)秀的起飛和著陸性能。此外，襟翼上的壓強分布計算，可對于襟翼結(jié)構(gòu)強度和操縱系統(tǒng)設(shè)計有重要意義。同時在最近十多年來，隨著計算方法的進步和計算機性能的大幅提高，空氣動力學(xué)者們可以采用先進的計算流體力學(xué)(CFD)方法來進行飛行器氣動設(shè)計?；贑FD的氣動設(shè)計一般包含三種方法：基于直接修改一計算(trade—off)方法：優(yōu)化設(shè)計方法：反

3、設(shè)計方法。優(yōu)化設(shè)計要求氣動性能最優(yōu)，如升阻比最大；反設(shè)計要求滿足給定的壓力分布。Lighthill[5]，Tranen[6]，McFadden[16】以及Garabedian和Korn[7]等學(xué)者在這方面做了大量的工作。傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法要求計算目標(biāo)函數(shù)相對于設(shè)計變量的導(dǎo)數(shù)，再使用優(yōu)化方法使目標(biāo)函數(shù)取得最小值。因此這類方法也稱為基于梯度的優(yōu)化設(shè)計?；谔荻鹊膬?yōu)化設(shè)計方法一般有：有限差分法(finitedifferencemethod)，

4、綜合步進法(complexstepmethod)和自動微分法(automaticdifferentiation)。最簡單的方法是用有限差分方法：單獨擾動每個設(shè)計變量，然后用流場計算程序計算得出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，這樣就得出了目標(biāo)函數(shù)的差值，除以擾動增量即得到導(dǎo)數(shù)值。11標(biāo)函數(shù)相對于每個設(shè)計變量的導(dǎo)數(shù)看成一個梯度分量，那么目標(biāo)函數(shù)對于所有設(shè)計變量的導(dǎo)數(shù)就形成了梯度。得到目標(biāo)函數(shù)對于設(shè)計變量的梯度之后，優(yōu)化程序中再使用線性搜索法，牛頓法等方法