气动布局优化设计的不确定性分析

admin · 发表于 2024-1-29 15:12:31

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翼型气动性能鲁棒性优化设计题目是目前国内外航空工程领域研究的热点题目之一。翼型的鲁棒优化设计主要是在考虑环境中不确定因素的影响下，提高翼型的性能，同时保证翼型性能对环境因素的变化不敏感的设计方法。本文在总结国内外翼型气动优化研究现状的基础上，重点讨论了在来流速度不确定的情况下对二维翼型气动性能鲁棒性进行优化设计的题目。优化模型以保证最小升力系数以及机翼几何形状约束的前提下，以翼型参数化表达式的系数为设计变量，试图在一定的马赫数变动区间内，尽可能地降低所设计翼型的阻力系数，同时尽可能地减小阻力系数的变动范围。本文在介绍了传统的单点设计及多点设计方法后，阐述了鲁棒性设计方法在翼型气动性能优化中的应用，并对三者进行了比较。在计算中，本文首先在标准翼型的基础上设定了一系列的几何形状及边界条件参数，然后基于均匀设计理论在设计空间内得到一定数量的翼型样本点，进而以所得样本点为基础，借助Kriging理论训练该代理模型的响应面数据，最后通过遗传算法对翼型进行鲁棒性设计。最终在提高了翼型的气动性能的同时，降低了该性能对于来流速度的敏感度。文章的最后借助区间分析方法讨论了翼型设计变量的扰动对于气动特性上下界值的影响。本文所提出的基于响应面模型的遗传算法在处理二维翼型气动特性鲁棒性优化方面具有效率较高的优势。与传统优化结果比较，本鲁棒优化方法可行且高效，区间分析结果对于翼型初步设计具有一定的指导意义。

气动布局优化设计的不确定性分析

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