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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：提供一种宽速域高超声速飞行器翼型多目标优化设计方法及折中翼型，属于飞行器技术领域，该方法采用CST方法作为翼型参数化方法对翼型上下表面进行描述；确定设计变量、目标函数和约束条件从而确定优化问题；使用多目标优化算法求解所得优化问题，在前沿上选择所需的翼型；由此种方法得到的折中翼型，可以兼顾亚声速、超声速和高超声速时的升力和阻力特性。翼型外形特征为：前缘半径和厚度较小，最大厚度位置后移至50％处，且翼型近似左右对称，翼型整体相对弦线上移，下表面较为平直，且下表面的前缘和后缘内凹，增大了弯度。本发明得到的宽速域高超声速飞行器翼型在各目标工况其性能都得到了明显提升。

主权项：1.一种宽速域高超声速飞行器翼型多目标优化设计方法，其特征在于：本方法以亚声速、超声速、高超声速三个速域的气动性能需求为目标，将一种多目标优化算法引入宽速域高超声速飞行器翼型优化设计中，优化得到的Pareto解可供设计者根据任务需求选择最优翼型；具体包括以下步骤：步骤1：采用CST参数化方法对翼型进行描述，CST函数的一般表达式为：y＝CxSx+xyTE其中，Cx为类函数，定义了翼型几何外形的类型，Sx为形函数，修改形函数参数能改变翼型的局部外形，yTE为翼型后缘厚度，当后缘闭合时值为0；步骤2确定设计变量、目标函数和约束条件从而确定优化问题1设计变量：由于翼型已经通过CST参数化方法进行描述，形函数Sx的系数即可作为设计变量；2目标函数：为设计出兼顾宽速域气动性能的翼型，选择亚声速、超声速和高超声速下的气动性能作为目标，具体为0.4Ma的升阻比，2.5Ma的阻力系数，6.0Ma的升阻比；3约束条件：首先要保证所得翼型的升力性能不比基准翼型差，即升力系数大于基准翼型；同时要具备一定的装载和结构性能，翼型的最大厚度不小于基准翼型的98％；确定好设计变量、目标函数和约束条件即可得到宽速域高超声速飞行器翼型设计的优化问题数学模型：findxmin{-LD1,cd,2，-LD3}s.t.cl,i≥cl,0t≥0.98t0i＝1,2,3其中，下标0代表基准翼型，x代表翼型的CST参数，i代表第i个翼型设计点，t为翼型相对厚度，LD为翼型升阻比，cl、cd分别为翼型升力、阻力系数；步骤3：采用NACA64A-204翼型作为基准翼型，采用多目标优化算法对步骤2中所得优化问题进行求解，在优化得到的解中选择符合任务需求的翼型作为最佳翼型。

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百度查询： 西北工业大学 宽速域高超声速飞行器翼型多目标优化设计方法及折中翼型