基于实用参数控制的翼型参数化方法
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｇｅ ｏｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｒ ｅ ｐｒ ｅｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ２ 一 Ｄ ａ ｉ ｒ ｆ ｏ ｉ ｌ ｉ ｓ ａ ｎｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｆ ｏ ｉ ｌ ｓ ．Ｔｈｅ ｇｏ ａ ｌ ｏ ｆ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｉ ｒ ｆ ｏ ｉ ｌ ｓ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ ｓ ｓ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ． Ｔｈ ｅ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｈｉ ｃ ｋ ｓ — Ｈｅ ｎ ｎｅ ｓ ｈａ ｐｅ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ａ ｎ ｄ ＰＡＲＳＥＣ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙｚ ｅ ｄ． Ａ ｇ ｅ ｏｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｆ ｏ ｉ ｌ ｗａ ｓ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ， ｗｈｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｉｎ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｅ ｄ
第３ ３ 卷 第 ３ 期
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
６ 月
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文章 编 号 ：１ ６ ７ ３ — ４ ５ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ０ １ — ０ ４
基 于实用参数控 制的翼型参数化方法
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王文剑 ，黄 俊 ，宋 磊
（ 北京航空航天大学 航空科学 与Ｔ程学 院 ， 北京 １ ０ ０ １ ９ １ ）
摘 要 ：在翼 型的优化设 计中 ，通常要对二元翼型进行 参数 化方 法表示 ，其 目标是利用较少 的参数得 到足够大 的设计 空间 。分 析 ￣Ｈｉ ｃ ｋ ｓ — Ｈｅ ｎ ｎ ｅ 型 函数叠 加法 和Ｐ Ａ Ｒ Ｓ Ｅ Ｃ Ｊ Ｌ 何参 数法 的特 点和不足 ，提 出了利 用厚度 、弯度 等实用参数进行 翼型定义的方法 ，该方 法可以通过厚度和弯度参数更 加直 观地理解翼型轮廓 和翼 型基本气 动性
能 。通过分析３ 种方法对５ 种翼型 的最小二乘 拟合 结果得 出结论 ：实用参数 法的误差分布 比较平均 ，且 能够 比另 外 两种 方法更精 确地 表示翼 型。
关 键词 ：翼 型 ；参数化 ；实用 参数 ；误差分布
中 图分 类 号 ：Ｖ ２ １ １ ． ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
轴流风机机翼型叶片参数化建模方法
如何进行轴流风机机翼型叶片参数化建模方法一、引言轴流风机在现代工业中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于空调系统、通风系统、发电厂和飞机引擎等。
轴流风机的性能和效率直接受到其机翼型叶片设计的影响。
对于轴流风机机翼型叶片的参数化建模方法的研究至关重要。
在本文中，将深入探讨轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的相关内容，并提出一些个人观点和理解。
二、轴流风机机翼型叶片的重要性1. 减小能耗轴流风机的主要任务是输送空气，因此其能效对于工业生产至关重要。
合理设计的机翼型叶片可以减小能耗，提高风机的效率，从而为工业生产节约能源和成本。
2. 提高稳定性良好设计的机翼型叶片能够提高轴流风机的稳定性和耐用性，降低风机运行时的噪音和振动，从而延长设备的使用寿命。
三、轴流风机机翼型叶片参数化建模方法1. 采用CAD软件进行建模利用CAD软件进行轴流风机机翼型叶片的参数化建模是一种常见的方法。
通过在CAD软件中进行参数化设计，可以方便快捷地进行叶片形状的调整和修改，从而实现机翼型叶片的优化设计。
2. 利用计算流体力学(CFD)进行仿真分析结合计算流体力学(CFD)方法，可以对轴流风机机翼型叶片的流场进行精确模拟和分析，从而优化叶片的形状和结构，提高风机的性能和效率。
3. 基于参数化建模的优化设计通过建立基于参数化建模的优化设计方法，可以对轴流风机机翼型叶片的关键参数进行全面的优化设计，从而实现最佳的风机性能和效率。
四、个人观点和理解在我看来，轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究对于提高轴流风机的性能和效率至关重要。
通过不断优化设计，可以实现能源的节约和环境的保护。
同时, 研究轴流风机机翼型叶片参数化建模方法也有助于加深对于风机流体力学行为的理解，对于未来的风机设计和改进有着积极的影响。
五、总结和回顾本文深入探讨了轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的相关内容，介绍了CAD软件建模、CFD仿真分析和基于参数化建模的优化设计等方法。
基于CST法的新能源无人机翼型优化设计
基于CST法的新能源无人机翼型优化设计余彬; 贺翔; 邓浩【期刊名称】《《航空科学技术》》【年(卷),期】2019(030)010【总页数】6页(P24-29)【关键词】翼型优化; CST方法; 遗传算法; 低雷诺数; 俯仰力矩【作者】余彬; 贺翔; 邓浩【作者单位】北京耐威科技股份有限公司北京 100029【正文语种】中文【中图分类】V211.3新能源无人机是指依靠新能源技术，利用太阳能、氢能等清洁能源，延长续航时间的无污染、高效率的一种无人机。
新能源无人机的运用前景十分可观，军事上能进行长距离持久的军事侦察、巡逻、通信中继等任务；民用上可以进行环境监测、航拍测绘、科研活动等。
新能源无人机已经成为无人机未来的重要发展方向之一。
由于新能源无人机长航时的特点，以及太阳能无人机对于光照的需求，导致其飞行工况多是高空低速的低雷诺数环境。
在高空低速的低雷诺数环境下，翼型的气动效应主要受制于黏性效应的影响，在上下翼面上会发生转捩，出现层流分离泡现象[1]，这是低雷诺数翼型的设计计算工作的重点。
在现有的计算流体力学（CFD）数值模拟方法中，直接数值模拟（DNS）和大涡模拟方法（LES）被证实虽然更能模拟现实流动，对小尺度的涡流有着很好的精度，在预估边界层转捩方面具有最好的准确度，但由于这两种方法对于计算机的内存条件的要求过高，通过现有的计算机实现算法过于耗时耗力，很难运用于需要快速高效的工程设计中。
而求解雷诺平均N-S方程方法（RANS方法）相对于DNS和LES对计算机的负担较轻，且具有一定的准确性，可以为大多数层流、湍流工况的流场计算提供足够精确的结果，因此也是最为广泛使用的方法，但对于层流和湍流的混合情况，特别是对于边界层转捩以及分离泡的流动分析，RANS所常用的湍流计算模型均欠缺一定的通用性和准确性。
将LES与RANS方法折中的混合LES/RANS方法理论上能结合二者的优势，但这一方法对于交界处的处理还处在研究阶段，无法应用于工程之中[2]。
基于CST参数化方法的风电叶片翼型建模及软件实现
基于CST参数化方法的风电叶片翼型建模及软件实现
马铁强;张宁辉;崔晓森;孙传宗;单光坤
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】在风电叶片翼型的气动设计优化研究过程中,CST参数化方法能够通过较少的几何设计变量来表现出翼型的几何形状。
为提高该参数化方法的拟合精度,分别针对CST参数化方法中形函数在选择不同次数时的拟合精度进行计算和讨论,并通过计算机编程语言完整地实现CST参数化。
以叶片NACA4412为例,将利用CST参数化方法处理后的翼型导入CFD软件进行气动仿真,将其结果和原始翼型气动仿真结果进行比较,结果表明,两种翼型呈现近似的气动性能,验证了形函数最优次数的准确性及CST参数化方法的编程可行性。
【总页数】6页(P41-46)
【作者】马铁强;张宁辉;崔晓森;孙传宗;单光坤
【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM315
【相关文献】
1.基于CST参数化方法的翼型气动优化设计
2.基于CST参数化方法的翼型快速设计
3.风电叶片叶根连接结构参数化建模分析程序开发
4.基于CST参数化方法的巡飞弹翼型优化设计
5.风电NACA63418翼型参数化建模及优化
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基于Hicks-Henne型函数的翼型参数化设计以及收敛特性研究
基于Hicks-Henne型函数的翼型参数化设计以及收敛特性研究刘丽娜;吴国新【摘要】翼型参数化是风力机翼型优化设计中的重要环节.针对风力机翼型参数化中建立统一数学模型问题,研究Hicks-Henne型函数法及其改进算法在风力机翼型参数化中的应用.通过对Hicks-Henne型函数各项系数进行控制,避免出现翼型交叉与不光顺现象,保证了翼型整体形状的平滑.通过对关键点和设计变量的控制,研究设计空间覆盖性和设计变量对翼型的影响.分析了Hicks-Henne型函数法对翼型后缘设计的缺陷,并提出改进的Hicks-Henne算法改善尾缘夹角.Hicks-Henne型函数及其改进算法扩展了风力机翼型参数化表达方法,具有一定的工程实用价值.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)030【总页数】5页(P151-155)【关键词】风力机;Hicks-Henne型函数;翼型参数化【作者】刘丽娜;吴国新【作者单位】北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室,北京100192;北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TK83风能作为一种可再生且无污染的新能源有着巨大的发展潜力，受到世界各国重视。
叶轮是风能的输入端，是风力发电机组转化能量的全部来源，所以叶片的气动性能决定了风力发电机组的效率。
叶片由翼型按照一定规律叠加而成，对翼型进行优化，可以直接提高风力发电机组的发电量、风能转换率与叶片使用寿命。
翼型气动外形优化设计的基础是翼型参数化。
为了得到性能良好的新翼型，用有限个设计函数来描述翼型，通过改变函数参数值达到修改翼型形状的目的。
传统的翼型参数化方法分为多项式拟合法[1]、自由成型法[2]和解析函数线性叠加法[3]等多种方法，由于多项式法局部微调效果不佳，各项系数的对翼型形状的影响不平衡[4]，优化算法难以寻找到合适的最优解，应用不如线性叠加法广泛，Hicks-Henne型函数法就属于解析函数线性叠加法。
cst参数化翼型流程
cst参数化翼型流程CST parameterization of airfoil is a critical step in the design process of aircraft wings and aerofoils. 而cst参数化的翼型流程对于飞机机翼和翼型设计过程中是至关重要的。
This process involves creating mathematical equations to define the shape of the airfoil, allowing engineers to manipulate and optimize its design for specific performance requirements. 这个过程涉及到创建数学方程来定义翼型的形状，让工程师可以操控和优化其设计以满足特定的性能要求。
One of the key benefits of CST parameterization is its ability to generate numerous airfoil shapes within a defined design space. CST 参数化的一个关键优势是它能够在定义的设计空间内生成许多翼型形状。
This allows engineers to explore a wide range of design options and select the most suitable airfoil for a given application. 这使得工程师可以探索广泛的设计选择，并选择最适合特定应用的翼型。
Furthermore, CST parameterization enables efficient design optimization by adjusting the control points of the airfoil shape while preserving its essential aerodynamic characteristics. 此外，CST参数化通过调整翼型的控制点来实现有效的设计优化，同时保留其基本的空气动力学特性。
基于MIGA算法的完全对称翼型优化设计方法研究
Chinese Journal of Turbomachinery Vol.65，2023,No.5Research on Optimization Design Methodology for FullySymmetric Airfoil Profile Based on MIGA Algorithm *Sen Zhang 1,*Yi-ming Gao 1Si-yu Tian 2Hua-xing Li 3De-ke Xi 3(1.School of Mechanical and Power Engineering,Henan Polytechnic University;2.Department of Mechanical Engineering,North China Electric Power University;3.Institute of Aeronautics,Northwestern Polytechnical University)Abstract：A parametric design method was proposed to express the fully symmetric airfoil profile by using the fiveorder Bezier polynomials with six control points.The airfoil profile is controlled by six dimensionless abscissa and ordinate control coefficients and the maximum relative thickness of the airfoil.Furthermore,the Fortran language was used to compile the parametric design program code of the fully symmetric airfoil,which was integrated with ICEM grid generation program and Fluent flow field simulation program into the Isight automatic optimization platform.The multiisland genetic algorithm was used to solve the corresponding objective function.And,the optimization design of fully symmetric airfoil was realized.Taking the elliptical airfoil with a relative thickness of 16%as a reference,and taking 4,8and 12degrees as the design angles of attack,the airfoil A was designed for Re =2.5×106.The comparison results between A and reference airfoil profile show that the profile of the optimized airfoil A is close to the diamond shape,and its loading decreases in the area of x /cϵ(0.04,0.3)while increases in the area of x /cϵ(0.3,0.96).The loading distribution along the chord line is more balanced.In addition,under the design angles of attack,the lift drag ratio of optimized airfoil A has increased by 28.56%and 17.64%,respectively.Under the nondesign angles of attack,its aerodynamic performance has also been significantly improved,which confirms the reliability of the optimization design method constructed in this work and lays a good theoretical foundation for the optimization design of other complex reversible airfoils.Keywords：Reversible Airfoil Profile;Bezier Curves;Isight Platform;Multi-island Genetic Algorithm;Optimization Design摘要：提出了一种利用6控制点5阶Bezier 多项式对完全对称翼型进行表达的参数化设计方法，并通过6个无量纲的横纵坐标控制系数和翼型最大相对厚度控制翼型型线。
三维翼型优化设计方案
三维翼型优化设计方案
在三维翼型优化设计方案中，我们将使用多种方法来提高翼型的性能。
首先，我们将采用参数化建模的方法来实现翼型的快速设计和优化。
通过调整翼型的关键控制参数，如前缘弯度、后缘形状等，我们可以获得不同的翼型形状。
接下来，我们将使用计算流体力学（CFD）模拟来评估不同翼型的气动性能。
CFD模拟可以提供详细的气动力和气动特性的分析，包括升力系数、阻力系数等。
通过在CFD模拟中对不同翼型进行比较，我们可以找到最佳的翼型形状。
在优化设计过程中，我们将使用遗传算法等智能优化算法来搜索最优的翼型参数组合。
通过不断改变参数，并在CFD模拟中进行评估，我们可以找到最佳的翼型形状，以实现最小的阻力和最大的升力。
此外，我们还将考虑其他因素，如结构强度、重量和生产成本等。
通过结合不同的约束条件，我们可以进一步优化翼型的设计，以实现最佳的综合性能。
最后，我们将利用实验数据对所优化的翼型进行验证。
通过在风洞中进行试验，我们可以验证CFD模拟的准确性，并对优化结果进行验证。
通过以上的综合优化设计方案，我们可以获得拥有良好气动性能的三维翼型。
这将有助于提高飞行器的飞行性能和效率。
机翼厚度分布定义
机翼厚度分布定义
机翼厚度分布定义指的是机翼在不同位置上的厚度分布情况。
机翼的厚度分布在飞行器设计和流体力学分析中是一个重要的参数，对飞行性能和气动特性具有显著影响。
常见的机翼厚度分布定义方法包括以下几种：
1.翼型厚度比（Thickness-to-Chord Ratio）：翼型厚度比定义了
机翼厚度与机翼弦长之间的比值。
通常以百分比表示，例如某机翼的翼型厚度比为12%，表示机翼最厚处的厚度是机翼弦长的12%。
2.翼型截面：翼型截面是机翼在不同位置上的横截面形状。
通
过定义翼型截面的几何形状，可以确定机翼在不同位置上的厚度分布情况。
常见的翼型截面包括NACA（National Advisory Committee for Aeronautics）系列翼型和其他自定义翼型。
3.厚度比分布曲线（Thickness Distribution Curve）：厚度比分布
曲线描述了机翼在整个翼展上的厚度分布情况。
它通常以机翼弦长的相对位置（通常为0到1）为横坐标，以厚度比为纵坐标，绘制出曲线图来表示厚度分布情况。
4.翼型参数化方程：翼型参数化方程是一种用数学表达式来定
义翼型形状的方法，通过调整方程中的参数值，可以实现不同位置上的厚度分布。
这种方法可以方便地进行翼型设计和分析。
在实际设计中，机翼的厚度分布通常是根据飞行要求和气动性能需求来确定的。
厚度分布的选择将影响机翼的升力、阻力、气动稳定性和翼型强度等特性。
基于CST参数化方法的翼型气动优化设计
化 效率略 高 于扰动 Ｃ Ｓ Ｔ 。
关
键
词： 翼型设 计 ， 减阻， 效率 ， 残差 ， 流程 图 ， 函数 ， 升阻比， 参数化 ， 几何 优化 ， 跨 声速 空 气动 力
ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ／ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｓ Ｔ） ， 该方 法
数对 Ｃ Ｓ Ｔ 方法单值性和精度的影响 ， 并将 Ｃ Ｓ Ｔ方法 与 Ｂ样条 法、 Ｈ ｉ ｃ ｋ ｓ — Ｈ ｅ ｎ ｎ ｅ法和参数 化翼 型 （ Ｐ Ａ Ｒ — Ｓ Ｅ Ｃ） 法 的参 数 数 量 和表 示 精 度 进行 了对 比ｕ 。 。 ， 验
最终优化 效果 的关键 因素 。针对翼 型外形 的不 同表达 方式 （ 分为翼 型直接 Ｃ Ｓ Ｔ 、 扰动 Ｃ Ｓ Ｔ和 中弧 线叠
加厚度分布 Ｃ Ｓ Ｔ等） ， 分别发展 了相应的 Ｃ Ｓ Ｔ参数化程序 ， 并将其应用于翼型气动优化设计， 研 究几 种不同参数化方式的优化结果和优化效率。Ｒ Ａ Ｅ ２ ８ ２ ２翼型单 目标减阻优化设计 的研 究表 明， 基于 ｃ ｓ Ｔ的三种参数化方法和基 于 Ｈ ｉ ｃ ｋ ｓ － Ｈ ｅ ｎ ｎ ｅ函数 的参数化方法的减 阻效果相 当， 但计算时间相差很 大 。在设 计 变量数 相 当的情况下 ， 扰动 Ｃ Ｓ Ｔ方 法和 中弧 线叠加 厚度分 布 Ｃ Ｓ Ｔ方法 的设 计效 率 高于直 接Ｃ Ｓ Ｔ参数化方法和 Ｈ ｉ ｃ ｋ ｓ — Ｈ ｅ ｎ ｎ ｅ 参数化方法而中弧线叠加厚度分布 Ｃ Ｓ Ｔ的优化效率略高于扰 动
飞机翼型设计的新方法与优化
飞机翼型设计的新方法与优化飞机翼型设计一直是航空工程领域的重要课题，其直接影响着飞机的性能和燃油效率。
在过去，翼型设计主要依靠经验和试错，但随着计算机技术的发展，现代工程师们可以利用先进的计算方法和优化技术来设计更加高效的飞机翼型。
本文将介绍一些新的翼型设计方法和优化技术，以帮助工程师们更好地设计飞机翼型。
1. 参数化设计参数化设计是一种基于参数化模型的设计方法，通过改变不同的参数值来快速生成不同形状的飞机翼型。
这种方法可以大大减少设计周期，同时可以根据需求进行多次优化。
通过参数化设计，工程师们可以快速生成数百甚至数千个不同的飞机翼型，并通过计算模拟来评估它们的性能，选取最佳设计。
2. 气动优化气动优化是指通过计算流体力学（CFD）分析，对飞机翼型进行优化。
工程师们可以通过CFD软件模拟飞机在不同飞行条件下的气动性能，并根据模拟结果对飞机翼型进行调整和优化。
这种方法可以有效地提高飞机的气动效率，减少气动阻力，降低燃油消耗。
3. 多目标优化在飞机翼型设计中，通常存在多个相互矛盾的设计目标，如减小气动阻力、增加升力、减少飞行噪音等。
工程师们可以利用多目标优化技术，将这些目标进行量化，权衡不同的设计方案，并找到最佳的折衷方案。
多目标优化可以帮助工程师们在各种设计目标之间找到平衡，设计出更加全面优化的飞机翼型。
4. 智能优化算法智能优化算法是一种通过模拟生物学习和进化过程来寻找最优解的方法，如遗传算法、粒子群优化算法等。
工程师们可以利用这些智能算法对飞机翼型进行优化，找到最优的设计参数组合。
与传统的试错方法相比，智能优化算法可以更快速地找到最佳解决方案，提高设计效率。
通过以上介绍的新方法与优化技术，工程师们可以更好地设计飞机翼型，提高飞机的性能和燃油效率。
这些先进的设计方法为未来飞机翼型设计带来了全新的可能性，助力航空工程领域的持续发展。