基于高阶谱差分的扑翼面运动学数值优化

• 作者: 于美琳 王志坚 胡晖
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 扑翼面空气动力学 数值优化 高精度计算流体力学方法 谱差分 推进效率
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 高精度数值计算方法
• 页码范围: 727-740
• 页数: 14页
• 分类号: V211.3
• 字数: 1038字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2012.0122

摘要

基于高阶谱差分（SD）格式的高成本效益的优化方法被用以优化扑翼面的运动学，从而达到最大推进效率。具体来说，基于梯度的优化算法与高阶谱差分的纳维-斯托克斯流动求解器被耦合用以研究一系列NACA 对称翼型的最优运动学。在此研究中，翼型做沉标和俯仰运动。数值优化在粗网格上进行。得到最优解后，在密网格上用高阶 SD 求解器捕获处于最优运动学状态下扑翼面的详细涡结构。提出的数值优化框架被用以研究翼型厚度，雷诺数和俯仰中心位置对最佳巡航飞行的影响。通过研究相关流场，气动力以及等效攻角（AOA）的变化，我们解释了与最佳扑翼面运动相关的流动物理特性。