[发明专利]翼型集成与B样条结合的中等厚度翼型设计方法

权利要求书

1.翼型集成与B样条结合的中等厚度翼型设计方法，其特征在于，具体步骤如下： 

1）翼型型线由翼型集成公式和B样条曲线公式表达 

翼型集成公式为： 

式中，x为翼型横坐标，y为翼型纵坐标；r为翼型在平面ζ中的矢径，a_k、b_k为系数，θ为幅角，a为1/4翼型弦长； 

采用三次B样条曲线矩阵形式来表示下翼面后缘坐标： 

式中，P₀，P₁，P₂，P₃为4个控制点，t为B样条曲线的横坐标，其中P₀和P₃为B样条曲线固定的首尾两点，P₁和P₂为未知控制点； 

2）设计变量 

取翼型控制方程函数的第1到第8项系数及B样条控制参数P₁和P₂作为优化设计的变量，确定设计变量为：X=(a₁,b₁,a₂,b₂,a₃,b₃,a₄,b₄,P₁,P₂)； 

3）设计目标函数 

在相应雷诺数Re和马赫数Ma翼型运行工况下，在光滑与粗糙度工况下，设计翼型在攻角α的升阻比最大作为目标函数： 

f(x)=max(μ1·c_l/c_d+μ2·c′_l/c′_d) 

式中，μ₁，μ₂为运行工况在光滑与粗糙条件下的权值系数，μ₁，且μ₁+μ₂=1；c_l/c_d，c′_l/c′_d分别为翼型在光滑和粗糙状况下的升阻比；c_l,c_d为光滑条件下翼型升力系数和阻力系数；c′_l,c′_d为粗糙条件下翼型升力系数和阻力系数； 

4）根据翼型设计需要，设计约束条件 

4-1）设计变量边界约束条件： 

X_min≤X≤X_max； 

4-2）设计翼型最大厚度弦向位置L_max的约束条件； 

4-3）设计0.1倍弦长位置处的前缘半径t_x＝0.1的约束条件； 

5）通过计算机采用智能算法对翼型进行优化设计 

智能算法的输入包括：步骤3）中的目标函数f(x)、步骤4）中的约束条件X、L_max、t|_x＝0.1和智能算法的演算参数； 

智能算法的输出为设计的翼型型线。 

2.如权利要求1所述的翼型集成与B样条结合的中等厚度翼型设计方法，其特征在于，步骤5）中所述智能算法为粒子群算法，演算参数包括有惯性权重、学习因子、变量维数、种群大小和最大迭代次数。 

3.如权利要求1所述的翼型集成与B样条结合的中等厚度翼型设计方法，其特征在于，步骤5）中所述智能算法为遗传算法。 

4.如权利要求1所述的翼型集成与B样条结合的中等厚度翼型设计方法，其特征在于，步骤5）中所述智能算法为蚁群算法。