一种用于低雷诺数翼型优化的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109783858A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201811522292.X(22)申请日2018.12.13(71)申请人航天神舟飞行器有限公司地址300301天津市滨海新区滨海科技园神舟大道115号(72)发明人王超姚爱霞吴尚卿丁志超(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人胡健男(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种用于低雷诺数翼型优化的方法(57)摘要一种用于低雷诺数翼型优化的方法，根据任务要求，在Matlab软件上编译CST函数，用CST函数将翼型参数化，输入CST函数中的参数，得到CST函数对应的翼型的几何外形，将翼型的几何外形导入ICEM软件，利用ICEM宏录制功能，完成对翼型的有限元网格划分，得到网格文件；在Fluent软件中进行宏录制即对飞行工况、气动计算条件进行设置，将网格文件导入Fluent软件，完成气动计算，得到翼型升力系数、升阻比；对步骤(3)得到的翼型升力系数、升阻比进行判断，若翼型升力系数、升阻比均满足任务要求，则保留翼型的几何外形对应的CST函数；否则调整CST函数中的参数；得到了气动效率高的翼型，提高了飞行器的飞行性能。CN109783858ACN109783858A权利要求书1/1页1.一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于步骤如下：(1)根据任务要求，在Matlab软件上编译CST函数，用CST函数将翼型参数化，输入CST函数中的参数，得到CST函数对应的翼型的几何外形；(2)将翼型的几何外形导入ICEM软件，利用ICEM宏录制功能，完成对翼型的有限元网格划分，得到网格文件；(3)在Fluent软件中进行宏录制即对飞行工况、气动计算求解方程进行设置，将网格文件导入Fluent软件，完成气动计算，得到翼型巡航时升力系数、升阻比；(4)对步骤(3)得到的翼型巡航时升力系数、升阻比进行判断，若翼型巡航时升力系数、升阻比均满足任务要求，则保留步骤(1)中翼型的几何外形对应的CST函数；否则，返回步骤(1)调整CST函数中的参数。2.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：几何外形，包括翼型的厚度、弯度和前缘半径。3.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：编译的CST函数，包括类别函数和形状函数两部分相乘得到CST函数，CST函数表示的曲线能够准确描述低雷诺数翼型的外形。4.根据权利要求3所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：输入CST函数中的参数，具体为：CST函数中的部分中的参数输入后不变，S(ψ)中的参数能够调整。5.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：利用ICEM宏录制功能，完成对翼型的有限元网格划分，具体为：网格划分时采用全结构网格，设定翼型的远场前方、上方、下方距离、后方距离、网格高度。6.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：网格文件为.mesh格式。7.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：对飞行工况、气动计算求解方程进行设置，具体为：飞行工况设置包括：任务要求的飞行高度、飞行速度、飞行姿态；气动计算求解方程包括模拟翼型层流流动、转捩预测、湍流流动的方程。8.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：完成气动计算，得到翼型升力系数、升阻比，具体为：利用模拟翼型层流流动、转捩预测、湍流流动的方程，得到翼型巡航时升力系数、升阻比。9.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：步骤(4)对步骤(3)得到的翼型巡航时升力系数、升阻比进行判断时，任务要求包括巡航升力系数的最小值和升阻比的最小值，步骤(3)得到的翼型巡航时升力系数分别大于任务要求的巡航升力系数的最小值和升阻比的最小值判定为满足任务要求。10.根据权利要求1所述的一种用于低雷诺数翼型优化的方法，其特征在于：步骤(4)返回步骤(1)调整CST函数中的参数，具体为：将CST函数中的部分中的参数保持不变，调整中的参数。2CN109783858A说明书1/4页一种用于低雷诺数翼型优化的方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于低雷诺数翼型优化的方法，属于临近空间飞行器领域。背景技术[0002]美国在上世纪90年代先后推出“捕食者”、“全球鹰”无人机，我国也紧跟步伐，连续研制出“彩虹”、“翼龙”等型号无人机，卓有成效地完成了包括打击、侦察和预警等多种军事任务。就目前的发展趋势来看，高空、长航时、多用途是未来无人机的主要发展方向。[0003]高空无人机的巡航高度位于平流层