扇翼設(shè)計(jì)參數(shù)及翼面形狀氣動(dòng)優(yōu)化研究

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1、中圖分類號(hào)：V211.52論文編號(hào)：102870115-S254學(xué)科分類號(hào)：082520碩士學(xué)位論文扇翼設(shè)計(jì)參數(shù)及翼面形狀氣動(dòng)優(yōu)化研究研究生姓名劉向楠學(xué)科、專業(yè)航空宇航科學(xué)與技術(shù)（直升機(jī)工程）研究方向直升機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)指導(dǎo)教師唐正飛副教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二?一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchontheAerodynamicOp

2、timizationofDesignParametersandAirfoilofFanwingAThesisinAerospaceScience&Technology(HelicopterEngineering)byLiuXiangnanAdvisedbyAssociateProfessorTangZhengfeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMar,2015承諾書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的碩

3、士學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作和試驗(yàn)內(nèi)容所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書(shū))作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要扇翼參數(shù)是影響扇翼氣動(dòng)性

4、能的重要因素，研究這些參數(shù)之間的交互效應(yīng)以及對(duì)扇翼氣動(dòng)性能的影響對(duì)扇翼設(shè)計(jì)具有重要意義，同時(shí)可以指導(dǎo)扇翼參數(shù)的選擇和優(yōu)化。本文以扇翼為研究對(duì)象，利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)和優(yōu)化算法對(duì)扇翼的參數(shù)進(jìn)行分析優(yōu)化，同時(shí)對(duì)扇翼的上、下翼面形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先建立了基于CFD和試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的扇翼氣動(dòng)特性分析方法，分析了設(shè)計(jì)參數(shù)之間的交互效應(yīng)和對(duì)扇翼氣動(dòng)性能的主效應(yīng)，同時(shí)研究了扇翼氣動(dòng)性能對(duì)這些參數(shù)的敏感程度。然后構(gòu)建了可以替代CFD仿真模型的近似模型，并在此基礎(chǔ)上利用多島遺傳算法優(yōu)化扇翼參數(shù)，結(jié)果表明該方法適用于扇翼的參數(shù)優(yōu)化。

5、最后，建立了多島遺傳算法和序列二次規(guī)劃算法相結(jié)合的組合優(yōu)化策略，利用Sculptor網(wǎng)格變形技術(shù)對(duì)扇翼上、下翼面進(jìn)行參數(shù)化，并對(duì)扇翼上、下翼面進(jìn)行形狀優(yōu)化。本文研究表明，該優(yōu)化方法可以在得到光滑的扇翼上、下翼面形狀的同時(shí)，提升扇翼的氣動(dòng)性能。本文研究扇翼參數(shù)的同時(shí)，提出了扇翼參數(shù)和上、下翼面形狀優(yōu)化方法，為提高扇翼氣動(dòng)性能提供了新的研究手段。關(guān)鍵字：扇翼，數(shù)值模擬，試驗(yàn)設(shè)計(jì)，近似模型，優(yōu)化i扇翼設(shè)計(jì)參數(shù)及翼面形狀氣動(dòng)優(yōu)化研究ABSTRACTThefanwingparametersarekeyfactorsthate

6、ffectedtheaerodynamicperformanceoffanwing.Researchoftheinteractioneffectsandmaineffectstotheaerodynamicperformanceoffanwingwillpromotethecapabilityoffanwingdesign,alsoitwillguidetheparametersoptimization.Inthispaper,fanwingistheobjectforresearch.Computationalf

7、luiddynamicandoptimizationtechnologyareusedforparametersandtheshapeoffanwingairfoiloptimization.Firstly,establishaanalysismethodonaerodynamicperformancebasedonCFDandDOE.TheinteractioneffectsandmaineffectstotheaerodynamicperformanceoffanwingareanalyzedbaseonDOE

8、andoptimizationalgorithm.Secondly,theapproximateisbuiltbasedonCFDsimulation,andglobaloptimizationalgorithmandtheapproximateareusedforparametersoptimizationinsteadofCFDsimulationmod