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基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化设计
1
作者
赵荣泽
王博
+2 位作者
曹德松
胡东根
招启军
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第3期67-77,I0002,共12页
共轴对转螺旋桨因其两桨间距小、相互间气动干扰显著,在气动和噪声方面存在着不容忽视的问题。本文构建了基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化框架,以提升巡航状态气动效率为目标开展优化设计。优化框架中,为更准...
共轴对转螺旋桨因其两桨间距小、相互间气动干扰显著,在气动和噪声方面存在着不容忽视的问题。本文构建了基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化框架,以提升巡航状态气动效率为目标开展优化设计。优化框架中,为更准确地评估两桨间气动干扰、高速条件下空气压缩性和复杂桨叶外形对高速共轴对转螺旋桨气动特性的影响,采用基于RANS方程的多重参考坐标系方法评估其气动性能;构建Kriging代理模型以描述样本点输入与响应之间的关系,并使用组合加点准则提高寻优效率;结合气动和结构特性,分别对前、后桨的弦长、扭转和前/后掠分布进行参数化。在考虑整流罩和旋转轴影响的情况下,得出的优化方案综合气动效率达到0.8413,相较于初步方案提升约1.53%;优化方案的前、后桨载荷分别约在0.75R和0.7R处达到峰值。本文最终得到的优化设计方案,揭示了高效率的高速共轴对转螺旋桨桨叶的外形特征。
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关键词
共轴对转螺旋桨
气动优化设计
代理优化
加点准则
多重参考坐标系
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职称材料
侧风对螺旋桨气动特性影响的数值模拟
被引量:
1
2
作者
边若鹏
昝丙合
+1 位作者
朱建勇
何淼
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期435-440,共6页
为了研究侧风对螺旋桨气动性能的影响,基于滑移网格技术,使用CFD软件求解非定常不可压流动的N-S方程和S-A湍流模型,数值模拟不同侧风倾角下螺旋桨的气动特性.数值计算结果表明:在侧风条件下,螺旋桨的瞬时气动力,包括拉力、侧向力和扭矩...
为了研究侧风对螺旋桨气动性能的影响,基于滑移网格技术,使用CFD软件求解非定常不可压流动的N-S方程和S-A湍流模型,数值模拟不同侧风倾角下螺旋桨的气动特性.数值计算结果表明:在侧风条件下,螺旋桨的瞬时气动力,包括拉力、侧向力和扭矩,在旋转一周的过程中呈现周期性非定常变化,并且这种周期性变化随侧风倾角的增大更加明显.将一个周期内的瞬时气动力时均化处理得到时均气动力,时均的拉力、侧向力、扭矩以及效率均随倾角的增大而增大,由于拉力的增加幅度大于扭矩的增加幅度,螺旋桨时均效率从0°倾角的54.3%增加到30°倾角的64.3%.通过分析桨叶表面压力分布得出,螺旋桨桨叶迎风面和背风面的共同作用导致螺旋桨气动力的非定常变化,在螺旋桨旋转过程中,迎风面压力增大和背风面吸力增大导致气动力增大,迎风面压力减小和背风面吸力减小导致气动力减小.
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关键词
无人机
螺旋桨
侧风
气动特性
压力分布
数值模拟
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职称材料
基于MBD三维工艺设计系统的开发与应用
被引量:
14
3
作者
郑雷
《航空制造技术》
北大核心
2014年第5期52-57,共6页
三维工艺设计作为支撑基于MBD的三维数字化设计、制造一体化研制模式的关键环节,负责确定产品制造过程以及制造所需的制造资源、制造时间等,是连接产品设计与制造的桥梁。它一方面通过解析上游设计数模中的相关信息来开展工艺设计,...
三维工艺设计作为支撑基于MBD的三维数字化设计、制造一体化研制模式的关键环节,负责确定产品制造过程以及制造所需的制造资源、制造时间等,是连接产品设计与制造的桥梁。它一方面通过解析上游设计数模中的相关信息来开展工艺设计,另一方面为下游生产制造提供现场的指导和依据,因此,工艺设计对缩短产品研制周期、提高产品质量和降低制造成本具有重要影响,属于飞机研制的关键基础技术之一。
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关键词
三维数字化设计
工艺设计系统
MBD
制造一体化
产品制造过程
应用
开发
研制模式
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职称材料
题名
基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化设计
1
作者
赵荣泽
王博
曹德松
胡东根
招启军
机构
南京航空航天大学航空学院
中航
工业
惠阳
航空
螺旋桨
有限责任公司
出处
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第3期67-77,I0002,共12页
基金
国家自然科学基金(12032012)
直升机动力学全国重点实验室基金(61422202103)。
文摘
共轴对转螺旋桨因其两桨间距小、相互间气动干扰显著,在气动和噪声方面存在着不容忽视的问题。本文构建了基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化框架,以提升巡航状态气动效率为目标开展优化设计。优化框架中,为更准确地评估两桨间气动干扰、高速条件下空气压缩性和复杂桨叶外形对高速共轴对转螺旋桨气动特性的影响,采用基于RANS方程的多重参考坐标系方法评估其气动性能;构建Kriging代理模型以描述样本点输入与响应之间的关系,并使用组合加点准则提高寻优效率;结合气动和结构特性,分别对前、后桨的弦长、扭转和前/后掠分布进行参数化。在考虑整流罩和旋转轴影响的情况下,得出的优化方案综合气动效率达到0.8413,相较于初步方案提升约1.53%;优化方案的前、后桨载荷分别约在0.75R和0.7R处达到峰值。本文最终得到的优化设计方案,揭示了高效率的高速共轴对转螺旋桨桨叶的外形特征。
关键词
共轴对转螺旋桨
气动优化设计
代理优化
加点准则
多重参考坐标系
Keywords
coaxial counter-rotating propellers
aerodynamic optimization design
surrogate-based optimization
infill sampling criterion
multiple reference frame(MRF)
分类号
V211.44 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
侧风对螺旋桨气动特性影响的数值模拟
被引量:
1
2
作者
边若鹏
昝丙合
朱建勇
何淼
机构
海军驻保定地区航空军事代表室
中航
工业
惠阳
航空
螺旋桨
有限责任公司
沈阳航空航天大学航空发动机学院
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期435-440,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11502012)
文摘
为了研究侧风对螺旋桨气动性能的影响,基于滑移网格技术,使用CFD软件求解非定常不可压流动的N-S方程和S-A湍流模型,数值模拟不同侧风倾角下螺旋桨的气动特性.数值计算结果表明:在侧风条件下,螺旋桨的瞬时气动力,包括拉力、侧向力和扭矩,在旋转一周的过程中呈现周期性非定常变化,并且这种周期性变化随侧风倾角的增大更加明显.将一个周期内的瞬时气动力时均化处理得到时均气动力,时均的拉力、侧向力、扭矩以及效率均随倾角的增大而增大,由于拉力的增加幅度大于扭矩的增加幅度,螺旋桨时均效率从0°倾角的54.3%增加到30°倾角的64.3%.通过分析桨叶表面压力分布得出,螺旋桨桨叶迎风面和背风面的共同作用导致螺旋桨气动力的非定常变化,在螺旋桨旋转过程中,迎风面压力增大和背风面吸力增大导致气动力增大,迎风面压力减小和背风面吸力减小导致气动力减小.
关键词
无人机
螺旋桨
侧风
气动特性
压力分布
数值模拟
Keywords
UAV
propeller
crosswind
aerodynamic characteristics
pressure distribution
numerical simulation
分类号
S277.9 [农业科学—农业水土工程]
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职称材料
题名
基于MBD三维工艺设计系统的开发与应用
被引量:
14
3
作者
郑雷
机构
中航工业惠阳螺旋桨有限责任公司
出处
《航空制造技术》
北大核心
2014年第5期52-57,共6页
文摘
三维工艺设计作为支撑基于MBD的三维数字化设计、制造一体化研制模式的关键环节,负责确定产品制造过程以及制造所需的制造资源、制造时间等,是连接产品设计与制造的桥梁。它一方面通过解析上游设计数模中的相关信息来开展工艺设计,另一方面为下游生产制造提供现场的指导和依据,因此,工艺设计对缩短产品研制周期、提高产品质量和降低制造成本具有重要影响,属于飞机研制的关键基础技术之一。
关键词
三维数字化设计
工艺设计系统
MBD
制造一体化
产品制造过程
应用
开发
研制模式
分类号
V261 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于贝叶斯优化方法的高速共轴对转螺旋桨桨叶气动外形优化设计
赵荣泽
王博
曹德松
胡东根
招启军
《空气动力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
侧风对螺旋桨气动特性影响的数值模拟
边若鹏
昝丙合
朱建勇
何淼
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于MBD三维工艺设计系统的开发与应用
郑雷
《航空制造技术》
北大核心
2014
14
在线阅读
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职称材料
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