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一种基于边界积分方程的隐式翼型反设计算法
  • ISSN号:0254-0053
  • 期刊名称:力学季刊
  • 时间:0
  • 页码:300-306
  • 分类:V211.41[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学热科学和能源工程系,合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金重点基金项目(90816026); 面上项目(90605005)
  • 相关项目:可变体飞行器气动原理与变形结构力学研究
中文摘要:

本文由边界元方法出发,将适用于单连通空间Laplace问题的边界积分方程推广到带环量的多连通空间中,并对离散边界积分方程中的矩阵元积分式解析化,以避免在翼型尾缘处尖点附近直接利用数值积分计算矩阵元导致的数值振荡,对于以翼型表面压力分布为收敛目标的反设计问题,利用Newton-Raphson迭代求解满足该目标压力的非线性方程组,从而构造关于二维不可压缩流动翼型反设计问题的一个简便有效的隐式迭代算法。我们采用不同的数值算例对该算法予以检验,数值算例显示本文提出的隐式反设计算法收敛范围和来流攻角无关,且明显大于依赖于来流攻角的显式反设计算法的收敛范围,另外该算法精度高且具有很快的收敛速度。该翼型反设计算法有望在可变形翼型气动性能的研究中得到应用。

英文摘要:

The boundary integral formulation for Laplace's equation in simply connected space was generalized into multiply connected space,where the circulation around airfoil was introduced.It is proposed that the influence coefficients calculation for the boundary integral equations by analytical integration instead of by numerical integration can eliminate numerical oscillations in the calculations around the airfoil trailing edge.For the inverse design problem from the given pressure distribution on the airfoil,the Newton-Raphson iterative method was utilized to solve the nonlinear equations.With the above procedure,an implicit algorithm of the airfoil inverse design for two-dimensional incompressible flow was performed.The different numerical examples were utilized to test the proposed algorithm.The numerical results show that the convergence range of the implicit algorithm is much wide than that of the previous explicit algorithm,being independent of the angle of attack,and the convergence range of the implicit algorithm,however,decreases as decreasing the angle of attack.It also shows that the implicit algorithm has a good accuracy with a rapid convergent speed.Hopefully this implicit algorithm of the airfoil inverse design can apply into the study for the aerodynamics properties of the morphing airfoils.

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期刊信息
  • 《力学季刊》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:同济大学 上海交通大学 上海市力学会 中国力学学会
  • 主编:范立础
  • 地址:上海四平路1239号同济大学
  • 邮编:200092
  • 邮箱:
  • 电话:021-65983708
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0053
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1829/O3
  • 邮发代号:4-278
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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