一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及航空航天領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 在翼型的優(yōu)化過程中，常采用Hicks-Henne型函數(shù)實(shí)現(xiàn)翼型的參數(shù)化，利用型函 數(shù)系數(shù)、基準(zhǔn)函數(shù)及固定的前后緣坐標(biāo)確定翼型的形狀。但由于基本的Hicks-Henne型函 數(shù)自身具有的一些缺陷，型函數(shù)的一階導(dǎo)函數(shù)在后緣處基本趨近于零，如圖1所示，翼型優(yōu) 化結(jié)束后的后緣角基本保持不變，或可能在翼型后緣形成鼓包或凹坑，當(dāng)設(shè)計(jì)變量值超出 一定范圍后，翼型上下翼面甚至出現(xiàn)交叉等畸變現(xiàn)象。
[0005] 理論上，可以在翼型后緣使用無限多的型函數(shù)對翼型進(jìn)行控制，但由此產(chǎn)生的計(jì) 算量將非常大，且人為給定設(shè)計(jì)變量對優(yōu)化結(jié)果也具有較大的影響，優(yōu)化效果并不突出。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，通過采用熱粘 合技術(shù)制造隱形襪，以解決現(xiàn)有的隱形襪制造工藝復(fù)雜，穿著不舒適，彈性差，使用壽命短 的缺陷。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法， 其特征在于：所述改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括改進(jìn)的Hicks-Henne型函數(shù)，該改進(jìn)的 Hicks-Henne型函數(shù)為：
式中，
該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)的步 驟： (1) 利用Matlab實(shí)現(xiàn)翼型的參數(shù)化，并疊加改進(jìn)后的擾動函數(shù)； (2) 利用MSES+氣動分析軟件計(jì)算翼型優(yōu)化后的氣動特性； (3) 判斷是否滿足設(shè)計(jì)要求，若滿足，則停止優(yōu)化流程并輸出優(yōu)化結(jié)果；若不滿足，則調(diào) 用遺傳算法對參數(shù)變量優(yōu)化，迭代步驟1至步驟3 ; (4) 對優(yōu)化后的翼型進(jìn)行CFD計(jì)算，得到滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。
[0009] 優(yōu)選的，所述碑為控制斜率變化的系數(shù)，M取5~15之間。
[0010] 優(yōu)選的，所述
為函數(shù)主分量，
：控制接近后緣處的函數(shù)迅速衰減，系 數(shù)控制衰減速度。
[0011] 優(yōu)選的，所述改進(jìn)后的HickS-Henne型函數(shù)斜率變化系數(shù)_ =10,衰減速度系數(shù)_ =10〇
[0012] 采用以上技術(shù)方案的有益效果是：該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法新加入的后緣擾動 函數(shù)
處的函數(shù)值與一階導(dǎo)數(shù)均不為零，保留了原函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)控 制了尾緣的變化。其中為控制斜率變化的系數(shù)。因 Hicks-Henne參數(shù)數(shù)量級一般為:_^ ，為保證后緣變化顯著又不會導(dǎo)致翼型畸變，《可取5~15之間，改進(jìn)的參數(shù)化方法經(jīng)濟(jì)可 靠，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。
[0013]
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0015] 圖1是原始Hicks-Henne型函數(shù)的后緣擾動函數(shù)及導(dǎo)函數(shù)圖； 圖2是翼型不光順與交叉現(xiàn)象的示意圖； 圖3是改進(jìn)Hicks-Henne型函數(shù)的后緣擾動函數(shù)及導(dǎo)函數(shù)； 圖4是RAE2822翼型對比圖； 圖5是本發(fā)明一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法流程圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0018] 圖1、圖2、圖3、圖4和圖5出示本發(fā)明一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體實(shí)施 方式： 如圖1所示，翼型優(yōu)化結(jié)束后的后緣角基本保持不變，或可能在翼型后緣形成鼓包或 凹坑，當(dāng)設(shè)計(jì)變量值超出一定范圍后，翼型上下翼面甚至出現(xiàn)交叉等畸變現(xiàn)象，如圖2所 不。
[0019] 改進(jìn)的型函數(shù)加入了后緣擾動函數(shù)，新加入的擾動函數(shù)如式（1)所示：
如圖3所示，新加入的后緣擾動函數(shù)
處的函數(shù)值與一階導(dǎo)數(shù)均 不為零，保留了原函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)控制了尾緣的變化。其中#為控制斜率變化的系數(shù)。因 Hicks-Henne參數(shù)數(shù)量級一般為MT3，為保證后緣變化顯著又不會導(dǎo)致翼型畸變，釋可取 5~15之間。轉(zhuǎn)為函數(shù)主分量。
：控制接近后緣處的函數(shù)迅速衰減，系數(shù)#用來 控制衰減速度 該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括改進(jìn)的Hicks-Henne型函數(shù)，該改進(jìn)的Hicks-Henne 型函數(shù)為：
[0020] 圖4為利用改進(jìn)前后10階HickS-Henne型函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)得到的翼型示意 圖。改進(jìn)后的Hicks-Henne型函數(shù)斜率變化系數(shù)典.=10,衰減速度系數(shù)# =10,其他參數(shù)與 改進(jìn)前的條件相同。從相同放大部位（弦長0.9~1.0之間）可以看出：通過對改進(jìn)的 Hicks-Henne型函數(shù)各項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行控制，能有效避免出現(xiàn)翼型交叉與不光順現(xiàn)象，保證了翼 型整體形狀的平滑。
[0021] 如圖5所示，該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟： (1) 利用Matlab實(shí)現(xiàn)翼型的參數(shù)化，并疊加改進(jìn)后的擾動函數(shù)； (2) 利用MSES+氣動分析軟件計(jì)算翼型優(yōu)化后的氣動特性； (3) 判斷是否滿足設(shè)計(jì)要求，若滿足，則停止優(yōu)化流程并輸出優(yōu)化結(jié)果；若不滿足，則調(diào) 用遺傳算法對參數(shù)變量優(yōu)化，迭代步驟1至步驟3 ; (4) 對優(yōu)化后的翼型進(jìn)行CFD計(jì)算，得到滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。
[0022] 利用Isight優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺集成Matlab、MSES氣動分析軟件，采用Isight優(yōu)化算 法庫中的優(yōu)化算法對RAE2822翼型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)優(yōu)化流程的參數(shù)化和自動化。
[0023] 對RAE2822翼型在利用改進(jìn)后緣擾動函數(shù)前后的優(yōu)化效果進(jìn)行了氣動計(jì)算，計(jì)算 狀態(tài)為馬赫數(shù)批*為0.7,迎角#為2.06°，雷諾數(shù)
結(jié)果見下表。
[0024] RAE2822翼型優(yōu)化前后氣動特性
以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不 脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括改 進(jìn)的Hicks-Henne型函數(shù)，該改進(jìn)的Hicks-Henne型函數(shù)為：式中，:邱巧二哨雜￡嘴:心1，該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)的步 驟： (1) 利用Matlab實(shí)現(xiàn)翼型的參數(shù)化，并疊加改進(jìn)后的擾動函數(shù)； (2) 利用MSES+氣動分析軟件計(jì)算翼型優(yōu)化后的氣動特性； (3) 判斷是否滿足設(shè)計(jì)要求，若滿足，則停止優(yōu)化流程并輸出優(yōu)化結(jié)果；若不滿足，則調(diào) 用遺傳算法對參數(shù)變量優(yōu)化，迭代步驟1至步驟3 ; (4) 對優(yōu)化后的翼型進(jìn)行CFD計(jì)算，得到滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述踩為控制斜率 變化的系數(shù)，庫取5~15之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述;鱗-聲為函數(shù) 主分量，控制接近后緣處的函數(shù)迅速衰減，系數(shù)辨控制衰減速度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述改進(jìn)后的 Hicks-Henne型函數(shù)斜率變化系數(shù)片;=10,衰減速度系數(shù)姆=10。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，涉及航空航天領(lǐng)域，該改進(jìn)的翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法新加入的后緣擾動函數(shù)？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？αχ（1-χ）ɡ-ρ（1-χ）在χ=1處的函數(shù)值與一階導(dǎo)數(shù)均不為零，保留了原函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)控制了尾緣的變化。其中α為控制斜率變化的系數(shù)。因Hicks-Henne參數(shù)數(shù)量級一般為10-3，為保證后緣變化顯著又不會導(dǎo)致翼型畸變，α可取5～15之間，改進(jìn)的參數(shù)化方法經(jīng)濟(jì)可靠，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105320816
【申請?zhí)枴緾N201510798353
【發(fā)明人】羅劍波, 趙小勇, 章祎, 綦龍, 方明恩, 張輝, 李娟娟, 羅帥, 栗莉, 郭靖, 周盛
【申請人】江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月19日