可重复使用运载器机翼外形优化设计方法研究

摘要

该文研究可重复使用运载器机翼外形的初步设计和优化方法.一般而言,可重复使用运载器的飞行任务剖面分为:垂直起飞、入轨、高超音速再入大气层、水平着陆几个阶段.机翼外形设计应使可重复使用运载器再入大气层以高超音速飞行和水平着陆时,满足配平、稳定性、升阻比、着陆速度等气动设计要求.该文在进行高超音速气动分析时,应用修正的牛顿碰撞理论和一阶平面面元法计算运载器的气动特性,求出它的配平攻角和升阻比;在进行亚音速气动分析时,应用线化速度势理论计算运载器的气动力系数,而后进行回归分析,得到运载器亚音速飞行时的气动特性模型.

目录

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第一章绪论

§1.1发展可重复使用运载器的意义

§1.2各国可重复使用运载器的发展

§1.3本文所研究的问题

第二章可重复使用运载器机翼优化设计数学模型

§2.1可重复使用运载器的气动布局

§2.2机翼优化设计数学模型

§2.2.1机翼的几何布局

§2.2.2机翼优化设计模型

第三章可重复使用运载器气动特性分析

§3.1可重复使用运载器高超音速气动性能分析

§3.1.1牛顿流理论

§3.1.2一阶平面面元法

§3.2可重复使用运载器亚音速气动性能分析

§3.2.1线化速度势理论

§3.2.2气动力回归模型

第四章现代优化算法

§4.1简单遗传算法

§4.1.1遗传算法原理

§4.1.2简单遗传算法(SGA)原理及实现

§4.2模拟退火算法

§4.2.1模拟退火算法的构成要素

§4.2.2模拟退火算法的描述

§4.3混合遗传算法

§4.3.1混合遗传算法框架

§4.3.2混合遗传算法描述

第五章机翼外形优化设计算例分析

§5.1设计变量在边界点取值时的计算结果

§5.2三种优化算法的计算结果之比较

§5.3运载器重心位置的变化对机翼优化结果的影响

§5.4控制面偏转对运载器机翼优化的影响

§5.5有无高超音速升阻比约束的计算结果对比

§5.6分析结果综述

第六章总结与展望

参考文献

致谢

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