基于N-S方程的直升机旋翼翼型多目标多状态优化设计

摘要

结合直升机飞行特性及旋翼工作气动环境,本文提出了适合于中型运输直升机旋翼翼型的设计状态、优化目标函数及约束条件.采用遗传算法,以经典旋翼翼型SC1095为基础翼型,进行了旋翼翼型气动特性的多目标、多状态以及多约束条件下的优化设计.旋翼翼型拟合采用CST方法,并通过求解Poisson方程来生成C-型贴体网格.在此基础上,采用基于隐式时间离散LU-SGS方法的RANS方程来模拟翼型的流场特性.为了更精确的模拟翼型流场的分离特性,Spalart-Allmaras模型被用来封闭RANS方程.优化设计所得的新旋翼翼型同原SC1095相比弯度更大.计算结果表明,在满足约束条件的情况下,Ma=0.3设计状态下零升力矩系数减小57.2％,Ma=0.4设计状态下失速迎角附近的升力系数增加了3.7％,Ma=0.6设计状态下阻力系数减小了7.5％.