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无人机翼型优化设计报告4 --翼型参数化(上)

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接上文《无人机翼型优化设计报告3 --2.2按优化目标分类

气动外形优化中的一个重要环节是参数化方法,即用有限的参数描述一个特定的外形。一个好的参数化方法应该能用尽量少的参数准确的描述一个特定的外形,同时,作为设计变量的控制参数,应当具有更宽的设计空间,即随着参数变化能够确定更多的几何外形。翼型几何外形的参数化对优化结果和优化效率有重要的影响。下面介绍几种翼型参数化的方法

3.1.1 Parsec Method(Parametric Section) 

Parsec方法最早由Sobiezky提出,是通过一系列特征参数确定解析函数获得翼型坐标的方法。Parsec方法是国内外使用非常广泛的另一种翼型参数化方法,把翼型分为上下两个型面,通过以下公式进行描述:


Parsec方法使用12个参数对翼型控制。

Parsec参数化方法对翼型外形的控制能力较差,不适用于精细化设计问题。但该方法生成的翼型一般不会出现波浪外形,鲁棒性较好,比较适用于对翼型外形控制能力要求不高的粗略设计问题。

目前,在超临界翼型Rae2822的研究案例中较为常见,能否应用到低雷诺数翼型中还尚未形成结论,但是李军鹏利用Parsec参数化方法对Epler186翼型进行了低雷诺数下的稳健性优化,并取得成功
3.1.2 Hicks-Henne基函数扰动法

在翼型优化设计中使用最广泛的是Hicks-Henne型函数参数化方法,相比于其他参数化方法,Hicks-Henne参数化方法在参数个数和描述的准确程度方面都具有比较好的表现。Hicks-Henne参数化方法是由Hicks和Henne提出的用有限的参数描述一个翼型的参数化方法。该方法选定一个基准翼型,用参数化方法描述叠加到这个基准翼型上的z方向的变化量,新生成的翼型是标准翼型与参数描述的变化量叠加的结果。

但Hicks-Henne参数化缺少有对翼型尾缘点处的控制函数,所描述的翼型的尾缘夹角并不收缩或扩张,导致优化翼型得不到充分拓展。后缘夹角对于翼型的气动特性来说是一个很重要的参数,它直接影响翼型的龙格库塔条件,影响绕翼型的环量。左林玄、王建军 对其进行了改进,在后缘处增加一个基函数,从而改变参数化翼型的尾缘夹角,使翼型尾缘处的优化空间得到拓展。

Hicks-Henne参数化方法具有很强的翼型外形控制能力,但当其描述参数差别较大时会导致生成的翼型具有波浪外形,不宜描述较大的设计空间,比较适用于在基准翼型的基础上,对翼型外形进行进一步调整。

未完待续。。。。。 



来源:无人机工坊uashub
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首次发布时间:2024-07-12
最近编辑:3月前
无人机工坊
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