旋翼翼型中高速綜合氣動優(yōu)化設計方法研究
關鍵詞：高速飛行 中高速 cst參數(shù)化 粒子群優(yōu)化 氣動優(yōu)化
摘要：為了設計出更適用于直升機高速飛行的新旋翼翼型,建立了翼型氣動特性快速評估方法,通過初始翼型的CST(Class Shape Transformation)參數(shù)化得到翼型曲線控制系數(shù),使用均勻設計采樣的Kriging模型,結(jié)合粒子群優(yōu)化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和多目標優(yōu)化思想開展了翼型優(yōu)化設計方法研究。選取先進旋翼翼型SCCA09、SC2110作為初始翼型進行中高速性能優(yōu)化,得到相應的優(yōu)化結(jié)果SCCA09_UP和SC2110_UP。對比氣動參數(shù)可知優(yōu)化后翼型在Ma=0.4~0.7時最大升力系數(shù)CLmax和最大升阻比Kmax均有提升,最高達到14%,另外不僅保持阻力發(fā)散馬赫數(shù)Madd基本不變,而且在零升力矩系數(shù)|Cm0|≤0.02的穩(wěn)定操縱約束內(nèi)可達到的速度略有增大,表明優(yōu)化翼型的中高速氣動性能有所改善且適用范圍變廣。設計過程中在保證翼型光順的前提下選取了盡量少的參數(shù)化設計變量以減少計算時長,選取合適的優(yōu)化設計點來縮短優(yōu)化周期,大大提升了設計效率。綜上,該方法能有效應用于旋翼翼型中高速綜合氣動優(yōu)化設計。
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