[发明专利]一种飞机用波纹翼型的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种飞机用波纹翼型及其优化设计方法，通过在原标准翼型基础上改造得到，该波纹翼型的下缘曲线除前后缘部分的中间部分为由多段波纹头尾连接形成的波纹曲线，每段波纹均包括一个波峰和一个波谷，所述波纹曲线中的波纹均匀分布或等比例分布，波纹均匀分布是指：每段波纹的波纹长度均相等，波纹等比例分布是指：每段波纹的波纹长度与该波纹对应位置处的翼型厚度的比值相等。与现有技术相比，本发明可以改善低速翼型的升阻性能和结构性能，能够在相同任务载荷条件下减小结构尺寸和重量，增加燃油经济性和飞行性能。

主权项

1.一种飞机用波纹翼型的优化设计方法，所述波纹翼型通过在原标准翼型基础上改造得到，该原标准翼型为圆头尖尾形翼型，其特征在于，所述波纹翼型的下缘曲线除前后缘部分的中间部分为由多段波纹头尾连接形成的波纹曲线，每段波纹均包括一个波峰和一个波谷，所述波纹曲线中的波纹均匀分布或等比例分布，波纹均匀分布是指：每段波纹的波纹长度均相等，波纹等比例分布是指：每段波纹的波纹长度与该波纹对应位置处的翼型厚度的比值相等；所述优化设计方法包括以下步骤：S1：对原标准翼型的下翼面进行改造，分别得到波纹均匀分布的波纹曲线和波纹等比例分布的波纹曲线；S2：分别对步骤S1设计的波纹均匀分布的波纹曲线对应的波纹翼型和波纹等比例分布的波纹曲线对应的波纹翼型进行气动性能和结构性能分析，输出分析结果；S3：建立气动性能和结构性能的多目标优化模型，根据步骤S2获得的分析结果得到多目标优化模型的最优解，并输出最优解对应的波纹翼型改形方案；所述步骤S1具体为：11：获取原标准翼型的下缘曲线和弦长，设置波纹总数，并在原标准翼型的下缘曲线上均匀采样得到原始数据点的集合AF；12：根据波纹均匀分布的定义，根据原标准翼型的集合AF、弦长和波纹总数得到波纹曲线中每段波纹的真实起始位置和波纹长度；13：根据波纹等比例分布的定义，根据原标准翼型的集合AF、弦长和波纹总数得到波纹曲线中每段波纹的真实起始位置和波纹长度；14：根据每段波纹对应位置处的翼型厚度设置波纹的波纹幅值，根据每段波纹的真实起始位置、波纹长度和波纹幅值采用三点画弧的方法得到对应的波纹曲线；所述步骤12具体为：121：设置波纹总长度L，并根据L得到理论波纹长度λ_ideal，满足以下公式：L＝(1‑w₁)*Cλ_ideal＝L/N式中，w₁为比值参数，0<w₁≤10％，C表示原标准翼型的弦长，N表示波纹总数；122：获取每段波纹的理想起始位置，满足以下公式：X_ideal(1)＝w₂*CX_ideal(i)＝X_ideal(1)+(i‑1)*λ_ideal式中，w₂为比值参数，0<w₂≤5％，1≤i≤N+1，X_ideal(i)表示第i段波纹的理想起始位置，第N+1段波纹的理想起始位置即为第N段波纹的理想终点位置；123：获取每段波纹的真实起始位置，满足以下公式：k＝Find{AF(？).x＜X_ideal(i)AndAF(？+1).x＞X_ideal(i)}式中，X_start(i)表示第i段波纹的真实起始位置，第N+1段波纹的真实起始位置即为第N段波纹的真实终点位置，函数Find{·}表示求取满足{}内条件的？处数值，AF(k)表示集合AF中第k个原数据点，And表示其前后函数为并列的两个条件，AF(k).x表示原数据点AF(k)的横坐标；124：根据每段波纹的真实起始位置获取每段波纹的波纹长度。