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联接翼飞机气动/结构一体化设计研究

专 业: 飞行器设计
关键词: 联结翼 优化 气动设计 结构设计 飞机设计
分类号: V221
形 态: 共 71 页 约 46,505 个字 约 2.225 M内容
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内容摘要


联结翼飞机是指带上反角的后掠前翼和带下反角的前掠后翼联结成菱形框架结构的飞机。

从飞机的前视图和俯视图上看,联结的机翼框架都成菱形投影。

作为一种飞行器创新布局,其本质是气动/结构一体化的布局形式。

本文主要探讨如何应用多学科设计优化的方法研究联结翼飞机的气动/结构一体化设计问题。

本文借鉴多学科设计优化算法中的一致性约束算法和协同优化算法,提出了面向飞机气动/结构一体化设计的二级优化方法。

这种方法将优化流程分为系统级优化和单学科优化两个层次:

系统级优化的任务是通过调整共享设计变量和辅助设计变量,在满足一致性约束条件下,使系统目标最优;子系统的任务是调整局部设计变量,在满足本学科的设计要求条件下,使子系统的目标最优。

通过引进一致性约束条件,实现学科之间的解耦和并行优化。

在此方法中引进代理模型的概念形成基于代理模型的二级优化方法。

轻型飞机机翼设计的算法表明,基本二级优化方法流程简单,稳定可靠;而基于代理模型的二级优化方法全局寻优能力更强。

将基于代理模型的二级优化方法应用于联结翼飞机的气动/结构一体化设计问题,研究结果表明,这种方法有效地改进了初始设计方案,使联结翼飞机的航程有了较大提高。

本文在多学科设计优化平台iSIGHT环境下实现上述轻型飞机机翼和联结翼气动/结构一体化设计过程的自动化,节省了设计周期,提高了设计效率..……

全文目录


第一章 绪论
1.1 联结翼布局介绍
1.2 联结翼飞机的特点分析
1.3 联结翼飞机的研究现状
1.4 机翼气动结构关系
1.5 多学科设计优化方法
1.6 本文的工作
第二章 二级优化方法
2.1 一致性约束优化算法
2.2 协同优化算法
2.3 面向气动/结构一体化设计的二级优化方法
2.4 二级优化方法的特点
2.5 基于代理模型的二级优化方法
2.6 二级优化方法构建因素
第三章 机翼气动/结构一体化设计
3.1 机翼气动/结构一体化设计问题表述
3.2 气动优化模型
3.3 结构优化模型
3.4 系统集成及计算结果
第四章 联结翼飞机气动/结构一体化设计优化
4.1 联结翼设计问题定义
4.2 联结翼参数化模型
4.3 联结翼设计问题的二级优化方法表述
4.4 气动优化模型
4.5 结构优化模型
4.6 气动/结构一体化设计的实现
第五章 总结和进一步的工作
5.1 本文总结
5.2 进一步的研究工作
参考文献

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中图分类: > V221 > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 总体设计

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