[发明专利]一种基于FFD方法的满足工程约束的三维增升装置参数化方法

摘要

本发明提出一种基于FFD方法的满足工程约束的三维增升装置参数化方法，首先测量三维增升装置的位置参数，在初始构型的缝翼和襟翼上布置控制框，并对控制框内物面进行参数化扰动，改变控制框内缝翼、襟翼的几何外形；根据位置参数将布置在初始构型缝翼和襟翼上的控制框逆转至主翼上，得到主翼上相应物面网格点在对应控制框内的局部坐标；再根据位置参数将缝翼和襟翼上变形后的控制框逆转至主翼上，得到主翼上相应物面网格点变形后的全局坐标向量。本发明使用FFD方法对增升装置几何外形的拟合精度得到保证，方法中主翼上交界面部分进行了处理，几何一致性约束得到满足，最后对生成的三段翼外形进行定轴旋转与平移操作，解决了工程约束问题。

主权项

1.一种基于FFD方法的满足工程约束的三维增升装置参数化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：测量三维增升装置初始构型中的缝翼偏转角度、缝翼转轴位置、襟翼偏转角度以及襟翼转轴位置；步骤2：在初始构型的缝翼和襟翼上布置控制框，其中控制框包围的区域为：在增升装置处于收起状态时，缝翼以及襟翼中与主翼重叠的区域；对每个控制框采用以下步骤进行处理，实现对控制框内物面进行参数化扰动，改变控制框内缝翼、襟翼的几何外形：步骤2.1：对于某一控制框P，通过以下过程将控制框P内的所有物面网格点的全局坐标向量转换为控制框P内的局部坐标：对于控制框P内的某一物面网格点，根据该物面网格点的全局坐标向量，通过以下公式求解该网格点在控制框P内的局部坐标：其中表示该网格点的全局坐标向量，(u,v,w)为该网格点在控制框P内的局部坐标，0≤(u,v,w)≤1；为控制框P的控制顶点(i,j,k)的全局坐标向量；分别为l,m和n次NURBS基函数；步骤2.2：根据设计要求对控制框P以及控制框P中所包围的物面网格进行变形，具体过程为：根据设计要求改变控制框P中某些控制顶点的位置，得到这些控制顶点新的全局坐标向量进而得到变形后的控制框P′；根据步骤2.1得到的控制框P内所有物面网格点的局部坐标，利用公式求得这些物面网格点变形后的全局坐标向量，其中(u,v,w)为某一物面网格点在控制框P以及P′内的局部坐标，为该某一物面网格点变形后的全局坐标向量；步骤3：根据步骤1测量得到的缝翼偏转角度、缝翼转轴位置、襟翼偏转角度以及襟翼转轴位置，将布置在初始构型缝翼和襟翼上的控制框P逆转至主翼上得到控制框Q，对主翼上的每个控制框进行如下处理，得到主翼上相应物面网格点在对应控制框内的局部坐标：对于某一控制框Q，通过以下过程将控制框Q内的所有物面网格点的全局坐标向量转换为控制框Q内的局部坐标：对于控制框Q内的某一物面网格点，根据该物面网格点的全局坐标向量，通过以下公式求解该物面网格点在控制框Q内的局部坐标：其中表示该网格点的全局坐标向量，(u,v,w)为该网格点在控制框P内的局部坐标，0≤(u,v,w)≤1；为控制框Q的控制顶点(i,j,k)的全局坐标向量；分别为l,m和n次NURBS基函数；步骤4：根据步骤1测量得到的缝翼偏转角度、缝翼转轴位置、襟翼偏转角度以及襟翼转轴位置，将步骤2.2中变形后的控制框P′逆转至主翼上得到控制框Q′，对主翼上每个由变形后的控制框逆转得到的控制框进行如下处理，得到主翼上相应物面网格点变形后的全局坐标向量：对于控制框Q′，根据步骤3得到的控制框Q内所有物面网格点的局部坐标，利用公式求得主翼上这些物面网格点变形后的全局坐标向量，为控制框Q′的控制顶点(i,j,k)的全局坐标向量；步骤5：根据设计要求，若需要对三维增升装置的位置参数进行扰动，则将经过步骤2到4变形后的三维增升装置的襟翼和缝翼收起，然后改变位置参数，再根据新的位置参数对变形后的三维增升装置做定轴旋转与平移操作，重新打开三维增升装置，得到最终的三维增升装置外形；所述位置参数指缝翼偏转角度、缝翼转轴位置、襟翼偏转角度以及襟翼转轴位置。