无人机翼型优化设计报告8 --实验设计方法（下）
3.3数值计算
通过实验设计选取出了样本点，需要通过仿真计算获得相应的目标变量的值，即响应值。用于下一步建立代理模型。针对翼型优化需要的流场计算方法，主要有：1、利用 Xfoil 程序进行流场计算，2、利用CFD方法计算3.3.1 Xfoil程序
Xfoil软件是麻省理工学院的Mark Drela博士为设计和分析亚音速飞机独立翼型编写的互动式的开源软件，应用位势流理论加上黏性修正来进行计算，计算效率高，速度快，也适合低雷诺数翼型的气动特性计算，是国外进行低雷诺数翼型设计的主要工具，其可靠性经过了广泛验证，近年来在学术界和工业界得到了广泛应用。Xfoil的源代码使用fortran77编写的，可以将Xfoil紧密集成于程序中，使优化效率大为提高。3.3.2 CFD仿真计算
CFD计算利用N-S方程作为流场数值计算的主控方程，采用有限体积离散方式将主控方程离散，无粘通量项的离散格式取用AUSM+方法，它是一种矢通量分裂格式与通量差分裂格式的杂交格式，兼有Roe格式间断分辨率高和Van leer格式计算简单的优点。粘性通量项采用中心差分格式离散,采用Baldwin-Lomax湍流模型计算湍流粘性项，时间积分采用五步龙格-库塔法。计算网格采用的是一种改进的二维代数网格生成方法。它将B 样条曲线曲面生成技术应用到超限插值中。它保留了传统代数方法优点的同时又克服其一些缺点，可以直接生成具有较好的壁面垂直性，可适应复杂几何外形，而且内部可调的高质量的结构网格。具体做法是将B 样条曲线曲面生成技术与传统代数方法中的超限插值技术结合起来，即利用后者解决前者应用到网格生成中遇到的边界不能完全重合的问题，从而充分发挥了B 样条方法生成曲面的方面优势。 CFD仿真计算中主要用到fluent软件，网格划分时主要用到Gambit，ANSYS ICEM，Pointwise等软件。Fluent在航空外流场仿真中具有重要作用，能够精准模拟飞机周围复杂的气动环境。通过对飞机外流场的数值模拟，可以分析流动分离、激波、涡流等现象，预测气动性能，如升力、阻力、气流压力和温度分布等。Fluent支持多种湍流模型，如k-ε模型和k-ω模型，能够根据不同的飞行状态选择最适合的模型，确保仿真结果的准确性。
