[发明专利]一种飞机机翼平面参数快速优化方法

说明书

本发明公开了一种飞机机翼平面参数快速优化方法，包括以下步骤：步骤1：生成机翼构型样本；步骤2：设定机翼约束条件；步骤3：筛选飞机构型；步骤4：确定优化策略并建立构型优化计算模型；步骤5：选择优化目标参数；步骤6：优化机翼构型，本发明以飞行性能指标为最终优化目标，采用分层优化策略，简化计算模型，合理选用计算方法，有效提高优化效率，缩短优化周期，解决了传统优化方法存在的跨专业优化、优化资源需求高，优化效率低的问题。

技术领域

本发明属于航空技术领域，尤其涉及一种飞机机翼平面参数快速优化方法。

背景技术

传统的机翼平面参数优化是分专业进行的，气动专业优化得到的构型气动性能最优，重量专业优化得到的构型重量最优，但这都不能保证飞机飞行性能指标最优。现代气动力与重量的计算均需建立数字模型，复杂的数值计算需要强大的计算资源保障，且计算周期较长。面对大量的机翼构型样本量，传统优化方法显得力不从心。

发明内容

本发明的目的：提出一种飞机机翼平面参数快速优化方法，采用分层优化策略，简化计算模型，合理选用计算方法，可实现以飞机气动力、重量与飞行性能指标为优化目标的跨专业机翼构型快速优化。。

本发明的技术方案：

一种飞机机翼平面参数快速优化方法，包括以下步骤：

步骤1：生成机翼构型样本；

步骤2：设定机翼约束条件；

步骤3：筛选飞机构型；

步骤4：确定优化策略并建立构型优化计算模型；

步骤5：选择优化目标参数；

步骤6：优化机翼构型。

步骤1所述的生成机翼构型样本，还包括以下步骤：

步骤1.1根据机翼平面参数展弦比AR、前缘后掠角Λ_LE与梢根比η的取值范围与步长，确定上述三个参数的样本量，分别为m、n、p；

步骤1.2在保持机翼面积的前提下，根据机翼平面参数的取值，组合生成q个机翼构型样本；

步骤1.3将无机翼飞机构型与所有机翼构型组合，生成q个飞机构型样本。

步骤1.2所述的q个机翼构型样本，q为m、n、p的乘积。

步骤2所述的优化约束条件包括：阻力发散马赫数、最小使用升阻比、最大起飞重量与最小航程。

步骤3所述的筛选机翼构型，还包括以下步骤：

步骤3.1对q个飞机构型样本进行气动力计算；

步骤3.2对q个飞机构型样本进行重量计算；

步骤3.3对q个飞机构型样本进行性能计算；

步骤3.4根据优化约束条件，判断q个飞机构型样本是否满足约束，完成构型筛选。

步骤4所述的确定优化策略并建立构型优化计算模型，

所述的优化策略为分层优化策略，首轮优化根据约束条件与优化目标，采用简化的计算模型与工程估算方法，快速筛选掉不满足要求的飞机构型样本，减少二次优化的样本量，最终优化采用精细模型与精确算法对首轮筛选后的飞机构型样本进行二次优化，二次优化采用考虑粘性的CFD数值求解，保证较高的计算精度；

所述的优化计算模型包括：

重量计算模型：