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《對于低雷諾數(shù)旋翼翼型氣動性能多目標(biāo)優(yōu)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、研究與DOI：10．3969／J．issn．1009-9492．2015．03．008低雷諾數(shù)旋翼翼型氣動性能多目標(biāo)優(yōu)化陸豐文，孫驊(廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院，廣東廣州510006)摘要：根據(jù)旋翼在低雷諾數(shù)下的氣動特點(diǎn)，發(fā)展了一種基于遺傳算法的低雷諾數(shù)旋翼翼型多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。采用Hicks—Henne函數(shù)對翼型進(jìn)行參數(shù)化處理。根據(jù)實(shí)際工況，建立旋翼翼型氣動優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。使用遺傳算子與目標(biāo)函數(shù)自適應(yīng)方法，解決了翼型集在優(yōu)化后期無法持續(xù)優(yōu)化的問題。以NACA0012作為優(yōu)化基準(zhǔn)翼型，在滿足預(yù)定約束的情
2、況下，優(yōu)化后的翼型相比基準(zhǔn)翼型氣動性能有較大幅度提高，符合預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)。關(guān)鍵詞：低雷諾數(shù)；旋翼翼型；遺傳算法；多目標(biāo)優(yōu)化中圖分類號：TK89文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—9492f2015)O3—0029—05Multi-ObjectiveOptimizationofAerodynamicPerformanceofRotorAirfoilwithLOW．．ReynoldsNumberLUFeng—wen．SUNHua(CollegeofMechanicalandElectrical，Guangzho
3、uUniversity，Guangzhou510006，China)Abstract：Accordingtotheaerodynamicperformanceofrotorwithlow—Reynoldsnumber，thearticleestablishesamethodofrotorairfoil’Smuhi—objectiveoptimizationwithlow—Reynoldswhichbasedongeneticalgorithm．Inthismethod．theairfoilparamete
4、rizesbyHicks-Hennefunctionandestablishesmathematicalmodeloftheaerodynamicperformancebasedonactualconditions．Inordertosolvetheproblemwhichairfoils’Soptimizationoflatterperiodcan’tbesustained，thearticleusesamethodthatadaptivethegeneticoperatorandtheobjectfu
5、nction．NACA0012asthereferenceairfoil，inthecaseofsatisfyingapredeterminedconstraint，optimizedairfoilhasamoresubstantialincreaseinperformanceanditisconsistentwithpre—optjmizationgoals．Keywords：low-Reynoldsnumber；rotorairfoil；geneticalgorithm；multi-objective
6、optimization0前言雷諾數(shù)的大小會改變翼型邊界層的流動狀近十年來，微型飛行器成為國內(nèi)外無人機(jī)領(lǐng)態(tài)，影響流動分離，從而改變翼型的空氣動力域研究的熱點(diǎn)。旋翼型微型飛行器，相比于撲翼特性。當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)，由于前緣分離氣泡的型與固定翼型微型飛行器，由于其良好的環(huán)境適存在、發(fā)展和破裂對雷諾數(shù)非常敏感，使翼型應(yīng)性，靈活的機(jī)動能力，較高的荷載能力，受到最大升力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化呈不確定改變，研究人員更多的關(guān)注和研究。對大部分飛行器而另外，層流附面層的阻力對雷諾數(shù)的變化同樣言，機(jī)翼是飛行器產(chǎn)生動力的主要來源，翼
7、型的非常敏感[1。旋翼可以看成在不同區(qū)域有著不同氣動性能對飛行器而言具有決定性的影響。由于來流速度的固定翼，在翼根處來流速度幾乎為微型飛行器自身的特點(diǎn)，其雷諾數(shù)一般在10～10零；而在翼尖處，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)，來流速度甚至這個(gè)量級內(nèi)，相比于常規(guī)飛行器，這是一個(gè)相當(dāng)能達(dá)到亞聲速，因此來流速度跨度區(qū)間大。另外低的數(shù)值。因此對于旋翼型微型飛行器而言，旋旋翼型飛行器飛行速度和風(fēng)速在同一量級，風(fēng)速翼翼型在低雷諾數(shù)下的氣動性能優(yōu)化成為改進(jìn)飛的變化對飛行器的影響明顯。以上兩個(gè)因素會造行器飛行性能重要手段之一。成雷諾數(shù)劇烈變
8、化，令翼型的升力、阻力不斷波收稿日期：2014—11—05Il受與開發(fā)動，造成旋翼氣動性能的不穩(wěn)定。另一方面，翼等。其中在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，Hicks—Henne函數(shù)被型的升力系數(shù)一般隨著迎角增大而增大，但運(yùn)用得最為廣泛。當(dāng)迎角增大到一定程度后，來流空氣會發(fā)生分Hicks—Henne型函數(shù)基于原有翼型的基礎(chǔ)離，此迎角稱為臨界失速迎角，一般而言雷諾數(shù)上，可以在給定的范圍內(nèi)對所有可能出現(xiàn)的翼型越小，失速迎角越小。來流空氣分離使得升力系
