跨声速运输类飞机由于机翼展弦比大,使得气动加载下机翼变形量大,气动/结构耦合效应明显,因而开展耦合优化设计对提升飞机综合性能具有重要意义。本文研发了一种对该类机翼进行变可信度气动/结构耦合优化设计的自主软件平台(AeroStruct),气动数值模拟可选用N-S/Euler/全速势方程,结构数值模拟集成了结构有限元分析平台,气动/结构耦合分析采用径向基函数插值方法进行数据传递,在自主开发的SurroOpt代理优化软件基础上集成分析模块,实现了考虑静气动弹性效应的机翼气动/结构耦合优化设计。对uCRM-9标模机翼进行了包含76个设计变量的减重优化设计,最优方案比基准机翼结构质量减小约13%,优化效果显著。

为了满足无人帆船在进行海洋调查时航时长、范围大和寿命高的要求,本文设计了一款新型无人帆船。通过SolidWorks软件建立无人帆船的三维模型,并采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)对翼帆的气动性能进行分析。在考虑帆船航行实际工作状态的前提下,通过比较柔性帆、刚性帆和翼型对称截面与非对称截面的性能,确定了主帆为NACA 0021,尾翼为NACA 0018翼型的对称刚性帆,以提高帆船的气动性能。同时,采用与飞机升降舵类似结构的尾翼控制翼帆与来流的攻角,极大地降低了控帆的难度与功耗。为分析翼帆的气动性能,选用SST k-ω模型在Fluent中进行模拟分析。研究结果表明,翼帆的升力系数较大,空气流动平稳,并未出现涡流区,同时,翼帆表面压力呈现平滑的过渡现象,使气流可以平稳的从主帆表面分离,满足设计要求。该研究对使用无人帆船探索海洋具有...