动力干扰下宽体客机机翼多目标优化设计

摘要

在机翼/机身/吊挂/动力短舱(WBPN)构型中开展了宽体客机机翼外形多目标优化设计.通过对动力短舱流场的动量积分,分析了直接用壁面积分“阻力”作为机体外形减阻优化设计目标函数的合理性.计算研究了短舱/吊挂的安装,以及发动机喷流对翼吊布局宽体客机机翼的干扰作用,展示了同时在安装效应和喷流干扰下设计机翼外形的重要性.运行搭建于超级计算机上的优化系统,求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程计算流场,实现了动力干扰下机翼外形的三点三目标优化设计.在80 h内,完成了近20 000个方案的计算评估,遗传优化近40代.所选的最优方案阻力发散性能明显提高,自动优化后的人工修形设计使机翼剖面展向过渡和压力分布形态更为理想.动力构型下取得的减阻效果,在通气短舱构型下亦得到验证和确认.