文献类型：期刊文章

作　　者：梁宵[1,2] 孟光磊[2] 佟胜喜[1] 刘晓青[3]

机构地区：[1]沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院,辽宁沈阳110136 [2]沈阳航空航天大学自动化学院,辽宁沈阳110136 [3]周口师范大学自动化学院,河南周口466001

出　　处：《空气动力学学报》

基　　金：国家自然科学基金(61503255);辽宁省自然科学基金(2015020063);辽宁省科学技术厅项目(2012220013)

年　　份：2016

卷　　号：34

期　　号：6

起止页码：803-812

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2014、CSCD、CSCD2015_2016、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：低碳环保的电动飞机在要求较高升阻比的同时,需要尽量降低成本、缩短研制周期。但高精度的数值模拟时间代价很大,因此针对电动飞机翼型设计中初始翼型较难选取、优化速度较慢的问题,提出了一种基于变精度遗传算法的翼型多点快速优化方法。以常用的Hicks-Henne型函数为基础,改进了其对翼型后缘描述不精确的问题。在数值模拟阶段,介绍了一种快速气动参数计算软件XFOIL,并分析了该软件的适用性与局限。之后给出了使用XFOIL与Matlab进行联合求解的方法,在无人干预的情况下完全实现了翼型设计与优化的自动化,提高了设计效率。在翼型优化阶段,为保持较高的精度和寻优效率,设计了翼型参数的实数编码方法。针对传统遗传优化算法了改进,设计了染色体变精度杂交方法以及动态惩罚方法。最后,给出了基于遗传算法的多点优化方案,以及翼型多目标快速优化一体化设计方案。仿真分成两部分进行,首先改进的Hicks-Henne型函数能够有效实现参数化翼型的后缘夹角改变。通过与NSGA-II方法的优化结果对比,本文的方法在一定迭代次数范围内获得的升阻比更高,失速特性更加缓和,特别是在综合提高翼型优化效率方面表现较好。仿真结果表明,该方法能够快速获得多种工况下具有较高升阻比的翼型,也可以作为进一步优化的初始翼型,能提高翼型优化效率。

关 键 词：翼型设计 Hicks-Henne型函数  XFOIL  遗传算法 变精度  动态惩罚  快速优化  

分 类 号：V224] V272