基于响应面法的低速翼型气动优化设计

• 作者: 乔志德 杨旭东 熊俊涛 邓磊
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 响应面方法 RANS方程 转捩预测 低速翼型 优化设计
• 年，卷（期）: 2010,（4）
• 页码范围: 430-435
• 分类号: V211.41+2
• 字数: 3696字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-1825.2010.04.012

摘要

响应面方法相较于其它直接优化方法有其高效、实用的优势,此前的研究更多地将响应面方法用于超音速和跨音速翼型的减阻优化设计中.本文将此方法应用于低速翼型优化设计中,进行了基于RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和自由转捩预测耦合求解的低速翼型气动优化设计.通过计算附面层方程得到附面层参数并用en方法计算转捩位置,并考虑了T-S波和层流分离造成的转捩.RANS方程计算中,使用了转捩过渡区模型,以保证附面层外边界压力分布的精度.RANS方程和转捩预测迭代进行至转捩位置收敛.在响应面模型计算中,使用不含二阶交叉项的二阶多项式模型,减少了构造模型所需的计算量;合理的选择设计空间保证了构造的响应面模型具有较高的精度.使用三个设计点的多目标优化设计,保证了设计的合理性.通过对NACA64(1)-112翼型优化计算结果表明,本文的方法可以有效地进行低速翼型的气动优化,各设计点上转捩位置也得到了改善,有较好的工程实用前景.