翼型的气动最优化设计方法和反设计方法 被引量：15

1

作者 阎超 谢磊 +1 位作者 李云晓 赵小虎 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期60-67,共8页

本文将数值优化方法同计算流体动力学（ＣＦＤ）相结合，形成两种跨声速翼型的气动设计方法，即：最优化方法和反设计方法。采用求解Ｅｕｌｅｒ方程的有限体积法计算流场，通过结合优化算法，从正反两个方向对跨声速翼型进行气动优化设... 本文将数值优化方法同计算流体动力学（ＣＦＤ）相结合，形成两种跨声速翼型的气动设计方法，即：最优化方法和反设计方法。采用求解Ｅｕｌｅｒ方程的有限体积法计算流场，通过结合优化算法，从正反两个方向对跨声速翼型进行气动优化设计。实例证明它们是翼型气动设计的有效方法，有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 翼型 气动设计 最优化方法 反设计方法

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基于混合网格的低声爆反设计方法研究 被引量：3

2

作者 冯晓强 宋笔锋 李占科 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期717-722,共6页

低声爆设计方法已成为新一代军民用超声速飞机研制过程中必须解决的关键难题之一。针对传统SGD低声爆外形反设计方法无法对声爆近场非线性效应进行描述和分析的缺点,提出了利用CFD方法求解得到的声爆近场压力分布代替F函数进行低声爆反... 低声爆设计方法已成为新一代军民用超声速飞机研制过程中必须解决的关键难题之一。针对传统SGD低声爆外形反设计方法无法对声爆近场非线性效应进行描述和分析的缺点,提出了利用CFD方法求解得到的声爆近场压力分布代替F函数进行低声爆反设计的方法。声爆近场预测采用点-点对接的结构/非结构混合网格,充分利用非结构网格对复杂外形适应性强和结构化网格计算效率高的优点。结果分析表明,基于改进后的低声爆反设计方法得到的方案在声爆超压以及感觉噪声级等方面都比基于原始SGD方法得到的方案有较大改善。 展开更多

关键词 超声速客机 激波 声爆 反设计方法 结构 非结构混合网格

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拦截弹性能分析与反设计方法研究 被引量：2

3

作者 王祖尧 吴启星 焦绍球 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期103-106,共4页

根据弹道导弹攻防仿真需求,在资料分析和性能仿真基础上对拦截弹技术状态和性能进行了分析研究,提出了拦截弹反设计方法,拦截弹性能分析和反设计模型综合考虑了拦截弹总体、气动、制导控制、固体火箭发动机等方面。计算分析表明,基于遗... 根据弹道导弹攻防仿真需求,在资料分析和性能仿真基础上对拦截弹技术状态和性能进行了分析研究,提出了拦截弹反设计方法,拦截弹性能分析和反设计模型综合考虑了拦截弹总体、气动、制导控制、固体火箭发动机等方面。计算分析表明,基于遗传算法的拦截弹反设计方法可有效提高仿真效果。 展开更多

关键词 拦截弹 性能分析 遗传算法 反设计方法

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新型目标压力分布下的Licher双翼反设计方法研究 被引量：5

4

作者 赵承熙 叶正寅 华如豪 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期610-616,630,共8页

为了提高超声速气动构型的升阻比,减小激波阻力,使用反设计方法结合CFD技术优化Licher双翼,实际算例表明,来流马赫数1.7,无粘情况下只需迭代15步即可得到优化结果,优化后翼型波阻可减小25.5%,升阻比提高30.5%。随后依据翼型目标压力分... 为了提高超声速气动构型的升阻比,减小激波阻力,使用反设计方法结合CFD技术优化Licher双翼,实际算例表明,来流马赫数1.7,无粘情况下只需迭代15步即可得到优化结果,优化后翼型波阻可减小25.5%,升阻比提高30.5%。随后依据翼型目标压力分布这一反设计关键点,分析了非零迎角下翼型各边的受力情况,指出了原目标压力分布的不足,并提出了一种新的阶梯形目标压力分布形式,该方法的优化结果可使升阻比提高49.8%。此外基于NS方程的优化结果表明,原目标压力分布的优化效果被削弱,升阻比仅能提高17%,而新目标压力分布的优化结果受到的影响较小,升阻比仍可提高49.2%,说明在考虑流动粘性特征时,阶梯形目标压力分布形式更具实用价值。 展开更多

关键词 Busemann消波原理 Licher双翼 反设计方法 高升阻比 目标压力分布

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基于激波拟合与柔性壁的反设计数值方法研究 被引量：3

5

作者 吴晴 钟易成 +1 位作者 胡骏 余少志 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期234-239,245,共7页

将激波和待求激波压缩面作为运动间断边界拟合,研究了超声速来流下的型面反设计数值计算方法。算法秉承拟合法思想,采用二阶格式时间推进欧拉方程组,在运动边界和动网格条件下,按预估的波系结构划分网格块,反求可产生指定压力分布的三... 将激波和待求激波压缩面作为运动间断边界拟合,研究了超声速来流下的型面反设计数值计算方法。算法秉承拟合法思想,采用二阶格式时间推进欧拉方程组,在运动边界和动网格条件下,按预估的波系结构划分网格块,反求可产生指定压力分布的三维型面,并获得精确的激波型面。通过包括凸包进气道在内的三个反设计算例验证了本文算法的合理性及其对网格质量的适应性,证明了在型面反设计中,采用激波拟合法可大大提高型面精度。本算法可用于超声速进气道压缩面和唇口完全三维反设计。 展开更多

关键词 激波拟合 柔性壁 运动间断条件 反设计数值方法 计算流体力学

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离心泵反设计计算方法改进 被引量：2

6

作者 孙卫平 李兵 +1 位作者 孙玉祥 杜云水 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第8期46-47,69,共3页

对比分析了目前常用离心泵设计方法和设计过程中相关系数的选取规律,并考虑叶轮出口角B2等参数对速度系数的影响,对离心泵的反设计计算方法进行了改进,并利用该方法对多个离心泵叶轮进行了验证计算,与试验结果对比,计算结果较精确可靠。

关键词 离心泵 反设计计算方法 改进

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基于反问题设计方法的叶栅激波损失控制 被引量：10

7

作者 刘昭威 吴虎 唐晓毅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期766-773,共8页

为了降低跨声速叶栅通道中的激波损失,提高叶栅出口的总压恢复系数,以二维粘性反问题设计方法理论为基础,发展了二维叶栅反问题设计方法,通过调整叶片表面沿轴向的载荷分布,在保持叶片总载荷不变的同时,达到降低叶栅槽道中的激波强度,... 为了降低跨声速叶栅通道中的激波损失,提高叶栅出口的总压恢复系数,以二维粘性反问题设计方法理论为基础,发展了二维叶栅反问题设计方法,通过调整叶片表面沿轴向的载荷分布,在保持叶片总载荷不变的同时,达到降低叶栅槽道中的激波强度,减少激波损失的目的。为验证方法的正确性,首先运用德国宇航中心L030-4叶栅实验数据与计算结果进行对比,在此基础上对叶片载荷进行分析,并提出了一种叶片表面载荷分布参数化方法,运用该方法修改叶片表面载荷分布后通过反问题设计方法得到新的叶型。结果表明,通过修改叶片表面载荷分布,运用二维反问题设计方法得到的新叶型激波强度明显降低,叶栅出口总压恢复系数以及马赫数较原型均有增加,叶栅气动性能明显提高。 展开更多

关键词 反问题设计方法 激波损失控制 载荷分布 渗透边界条件

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多级轴流压气机反问题级间气动匹配设计方法 被引量：4

8

作者 刘昭威 吴虎 +1 位作者 梁言 侯朝山 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1987-1994,共8页

为提高多级轴流压气机气动性能,采用轴流压气机叶片全三维粘性反问题求解方法,对多级轴流压气机反问题级间气动匹配设计方法进行了研究。以压气机级出口旋流角为设计目标,叶片表面载荷分布为设计对象,通过动量矩守恒方程,建立起叶片出... 为提高多级轴流压气机气动性能,采用轴流压气机叶片全三维粘性反问题求解方法,对多级轴流压气机反问题级间气动匹配设计方法进行了研究。以压气机级出口旋流角为设计目标,叶片表面载荷分布为设计对象,通过动量矩守恒方程,建立起叶片出口旋流角与叶片表面载荷分布的关系,从而实现计算过程中载荷的自动调整,修正气流在叶片出口旋流角分布。为了让压气机每一级都工作在设计给定的进口条件下,对上游级静子叶片进行反问题改型设计,使得其出口旋流角分布满足设计给定值。为了验证方法的有效性,采用四级高压压气机作为算例,对其初始设计进行反问题匹配改型设计。通过计算,修正了三个级间位置的旋流角分布,改善了下游级进口工作条件。气流在改型后压气机内部流动更加符合设计意图,级与级之间流动匹配更好。与原型相比,总压比和绝热效率分别提高了2.8%和1.3%,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 气动匹配 反问题设计方法 多级轴流压气机 载荷分布

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基于黎曼不变量守恒的轴流压气机反问题设计方法 被引量：2

9

作者 刘昭威 吴虎 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1491-1498,共8页

基于一种全新的轴流压气机叶片反问题设计边界条件,发展了一种全新的三维粘性反问题设计方法。该方法以叶片表面静压分布作为输入的气动性能参数,叶片吸、压力面型线为设计对象。全新的反问题边界条件采用壁面边界处黎曼不变量守恒建立... 基于一种全新的轴流压气机叶片反问题设计边界条件,发展了一种全新的三维粘性反问题设计方法。该方法以叶片表面静压分布作为输入的气动性能参数,叶片吸、压力面型线为设计对象。全新的反问题边界条件采用壁面边界处黎曼不变量守恒建立起给定的气动参数分布与叶片几何变化量之间的关系。由于计算过程中叶片几何构型不断发生变化,采用动网格技术对计算网格进行更新。为了验证方法的有效性,采用NASA Rotor 37作为算例,进行叶片返回试验,对叶片表面静压分布进行合理修改,通过反问题设计计算,设计出新的叶片几何构型。计算结果显示,反问题设计很好地满足了给定的叶片表面静压分布,正确地反映了设计意图。改型后的叶片吸力面逆压梯度有所降低,气流分离得到抑制,压气机流量、总压比以及效率分别提高了0.7%,2.2%和1.0%,验证了方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 反问题设计方法 轴流压气机 反问题边界条件 静压分布

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ITO多层减反膜系设计及制备研究进展 被引量：2

10

作者 黄友奇 马眷荣 +1 位作者 欧迎春 付静 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期150-154,共5页

玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上... 玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上述问题,拓宽ITO薄膜玻璃的应用范围。本文首先阐述ITO薄膜沉积后光学曲线及该曲线各波段光学性能变化的理论解释,进而概述常规的减反膜系设计方法及膜层材料选择,并重点介绍ITO多层减反膜系的相关研究动态,本文结尾对ITO多层减反膜的设计和制备进行了展望。 展开更多

关键词 ITO光学性能 减反膜系设计方法 膜层材料选择 ITO多层减反膜系

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跨声速轴流压气机转子反问题优化方法 被引量：6

11

作者 刘昭威 吴虎 唐晓毅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1309-1316,共8页

为降低跨声速压气机叶片通道中的激波损失,提升跨声速压气机的气动性能,以三维粘性反问题设计方法理论为基础,发展了三维反问题设计方法,并对反问题所使用的边界条件进行了改进。在保持叶片总切向载荷不变的同时,通过调整叶片表面沿轴... 为降低跨声速压气机叶片通道中的激波损失,提升跨声速压气机的气动性能,以三维粘性反问题设计方法理论为基础,发展了三维反问题设计方法,并对反问题所使用的边界条件进行了改进。在保持叶片总切向载荷不变的同时,通过调整叶片表面沿轴向的载荷分布,达到降低叶片通道内部的激波强度,减少激波损失的目的。为验证方法的正确性,文中运用NASA Rotor 67跨声速压气机转子实验数据与计算结果进行对比,在此基础上对叶片表面载荷进行分析,在修改叶片表面载荷分布后通过反问题设计方法得到新的叶片几何。结果表明,通过修改叶片表面载荷分布,运用反问题设计方法得到的新叶片,其激波强度明显降低,压气机转子出口流量提高了0.5%,效率提高了1.0%。 展开更多

关键词 反问题设计方法 激波损失控制 载荷分布 反问题边界条件

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基于叶片载荷的涡轮发电机叶片反问题优化设计研究 被引量：5

12

作者 权辉 孙军 +2 位作者 张晓泽 王国震 闫保永 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期192-198,共7页

针对传统水力设计难以满足井下涡轮发电机的性能要求,提出了一种以叶片载荷为设计变量,输出功率为目标函数的反问题优化设计方法。基于井下涡轮发电机叶片载荷分布规律,采用“三段式”对其进行参数化,依据初始模型叶片载荷分布形式,对N... 针对传统水力设计难以满足井下涡轮发电机的性能要求,提出了一种以叶片载荷为设计变量,输出功率为目标函数的反问题优化设计方法。基于井下涡轮发电机叶片载荷分布规律,采用“三段式”对其进行参数化,依据初始模型叶片载荷分布形式,对NC处载荷进行线性增减,每次变化为0.2倍,设计6种不同叶片载荷分布方案,采用反问题方法设计叶轮模型,计算6种方案的输出功率,得出最高输出功率为方案Ⅱ,值为118.867 W,初始模型输出功率为93.2796 W,最低为方案Ⅳ,输出功率为80.77 W;其中方案Ⅱ的前加载点处载荷相较于初始模型增加0.2倍;对叶片载荷进行分析,得出了井下涡轮发电机输出功率随前加载点处载荷先增加后减小。基于叶片载荷与性能之间的关系以及本文所设计的叶片优化模型,经过不断计算迭代得到了适用于井下涡轮发电机高性能的目标叶片载荷分布方案,目标叶片载荷前加载点处的载荷相较于初始模型增加0.28倍;依据该方案进行反问题设计,对目标叶片载荷与模拟载荷进行比较,二者较为接近;经过数值计算得到同等条件下,经过叶片载荷分布反问题设计模型的输出功率为129.8 W,相较于前6种方案中最高输出功率增长10.933 W,提升9.26%;叶片压力最高值的位置处于前加载点附近,前加载点一直处于高压区,证明了基于叶片载荷分布对井下涡轮发电机的反问题优化设计方法和理论的可行性。 展开更多

关键词 井下涡轮发电机 叶片载荷 反问题设计方法 优化算法 数值模拟

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跨声速轴流压气机多叶排反问题优化方法 被引量：3

13

作者 刘昭威 吴虎 唐晓毅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期118-124,共7页

为提升跨声速压气机的气动性能,以叶轮机械三维黏性反问题设计理论为基础,发展了适用于压气机多叶排三维反问题优化设计方法。描述了压气机多叶排流场计算所采用的数值求解技术,详细推导了反问题优化设计方法和流程。为验证方法的正确性... 为提升跨声速压气机的气动性能,以叶轮机械三维黏性反问题设计理论为基础,发展了适用于压气机多叶排三维反问题优化设计方法。描述了压气机多叶排流场计算所采用的数值求解技术,详细推导了反问题优化设计方法和流程。为验证方法的正确性,运用德国宇航中心单级跨声速压气机R030-SUKS/31的实验数据与计算结果进行对比。在对原型叶片表面载荷进行分析的基础上,重新修改叶片表面载荷分布,并通过反问题设计方法计算得到新的叶片几何构型。结果表明,通过修改叶片表面载荷分布,运用反问题设计方法得到的压气机,其进口相对马赫数有所提升,压气机流量和压比分别提高了3.5%和2.0%,气动性能有明显提升,验证了方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 反问题设计方法 载荷分布 优化设计 跨声速压气机

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考虑气动弹性影响的机翼复杂气动外形设计研究 被引量：6

14

作者 詹浩 程诗信 朱军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期100-104,共5页

根据气动-结构一体化设计思想,结合机翼在真实飞行条件下受到气动载荷产生弹性变形的问题,进行了一种考虑静气动弹性影响的复杂机翼气动外形反设计方法研究。气动载荷及机翼结构弹性变形由基于非结构网格的三维Euler方程耦合结构力学平... 根据气动-结构一体化设计思想,结合机翼在真实飞行条件下受到气动载荷产生弹性变形的问题,进行了一种考虑静气动弹性影响的复杂机翼气动外形反设计方法研究。气动载荷及机翼结构弹性变形由基于非结构网格的三维Euler方程耦合结构力学平衡方程求解得到;用Takanashi余量修正方法作为机翼反设计方法,进行"复杂机翼气动弹性分析-简单光滑机翼反设计"循环迭代设计。以某型带有挂架及翼梢小翼的支线飞机大展弦比机翼作为设计算例,设计结果表明发展的设计方法是可行的,具有很高的工程实践意义和实用性。 展开更多

关键词 气动弹性 复杂机翼外形 气动外形设计 反设计方法

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基于载荷分布的潜水轴流泵叶轮与导叶水力设计 被引量：13

15

作者 杨魏 雷晓宇 +2 位作者 张志民 李怀诚 王福军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期179-187,共9页

对潜水轴流泵进行三维反问题设计,以水力效率为设计目标,提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响,得到水力效率较优的载荷分布形式:叶轮叶片为前载型... 对潜水轴流泵进行三维反问题设计,以水力效率为设计目标,提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响,得到水力效率较优的载荷分布形式:叶轮叶片为前载型,导叶叶片为轮毂中载、轮缘前载型。具体的载荷参数取值范围:对于叶轮,斜率取值范围为-1~0,前载点取值范围为0.25~0.45,后载点取值范围为0.55~0.75;对于导叶,轮毂斜率在0附近取值,轮缘斜率取值范围为0~0.75,轮毂前载点取值范围为0.25~0.45,轮缘前载点在0.25附近取值,轮毂后载点取值范围为0.55~0.75。叶轮设计中发现:前载型叶片对原泵叶根尾缘的二次流有改善作用。导叶设计中发现:由于潜水轴流泵导叶的扩散式结构特点,导叶近壁面易出现分离涡,轮毂中载、轮缘前载型叶片能够有效地抑制导叶近壁面的涡分离。 展开更多

关键词 潜水轴流泵 三维反问题设计方法 载荷分布

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基于发电单元完整模型的backstepping控制 被引量：1

16

作者 赵海英 肖雪飞 吴忠强 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第1期100-105,111,共7页

针对发电单元高阶非线性完整数学模型(锅炉、汽轮机和发电机模型),结合系统参数的不确定性,采用backstepping动态面控制方法设计了一种鲁棒自适应控制器。在反推设计过程中引入了虚拟控制器和一阶低通滤波器,从而避免了对模型非线性进... 针对发电单元高阶非线性完整数学模型(锅炉、汽轮机和发电机模型),结合系统参数的不确定性,采用backstepping动态面控制方法设计了一种鲁棒自适应控制器。在反推设计过程中引入了虚拟控制器和一阶低通滤波器,从而避免了对模型非线性进行多次微分而引起的算法复杂性,使设计方法简化。理论分析和仿真结果均表明,该控制器能够保证闭环系统的半全局渐近稳定性,对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性,在系统发生故障时能够使系统稳定运行。 展开更多

关键词 发电单元 动态面控制 高阶非线性 完整数学模型 反推设计方法 参数不确定性

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