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旋翼翼型中高速綜合氣動優化設計方法研究
關鍵詞：高速飛行 中高速 cst參數化 粒子群優化 氣動優化
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)參數化得到翼型曲線控制系數,使用均勻設計采樣的Kriging模型,結合粒子群優化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和多目標優化思想開展了翼型優化設計方法研究。選取先進旋翼翼型SCCA09、SC2110作為初始翼型進行中高速性能優化,得到相應的優化結果SCCA09_UP和SC2110_UP。對比氣動參數可知優化后翼型在Ma=0.4~0.7時最大升力系數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散馬赫數Madd基本不變,而且在零升力矩系數|Cm0|≤0.02的穩定操縱約束內可達到的速度略有增大,表明優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化設計變量以減少計算時長,選取合適的優化設計點來縮短優化周期,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化設計。
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