基于CST参数化建模技术的机翼鲁棒设计

摘要

为减小环境参数和设计参数的不确定性对飞机起飞状态下机翼最大升力系数的影响，以典型的标准翼型NACA 0009为例进行鲁棒设计。首先利用美国科学家Brenda M. Kulfan于2006年提出的CST(“class function/shape function” transformation, CST)技术对NACA 0009进行参数化建模；接着分别用Monte Carlo方法和NIPC(Non-Intrusive Polynomial Chaos，NIPC)理论分析起飞马赫数满足高斯分布情况下的最大升力系数的不确定性情况，计算其均值和标准差，并确定NIPC的最佳阶数及相关系数的获取方法；然后以最大升力系数均值最大、标准差最小为优化目标，以shape function 的控制参数为确定性设计变量、起飞马赫数为不确定性设计变量，以NIPC理论为不确定性传递方法，以NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm，NSGA)为搜索算法进行多目标优化；最后绘制Pareto前沿。优化结果可以为该类型机翼的设计和改进提供参考。