【摘 要】
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高超声速飞行器的发展向着速域更宽、空域更广、航程更远的方向发展,因此,对于现代高超声速飞行器的设计,除了需要保证高超声速的性能外,还必须兼备满足工程需求的亚跨超声速
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高超声速飞行器的发展向着速域更宽、空域更广、航程更远的方向发展,因此,对于现代高超声速飞行器的设计,除了需要保证高超声速的性能外,还必须兼备满足工程需求的亚跨超声速特性。本文采用基于RANS的流场求解程序和CST参数化方法,结合基于kriging模型的代理优化算法,开展了高超声速飞行器宽速域翼型的优化设计方法研究。综合考虑计算效率、计算精度和收敛性,本文采用S-A湍流模型,在跨声速状态下的空间离散采用JST中心格式,高超声速状态下则采用高阶迎风AUSM+up格式,时间推进格式采用高阶隐式LU-SGS。以马赫数为6时的最大升阻比为优化目标,同时以马赫数为0.8时的气动特性作为约束条件,开展了兼顾跨声速和高超声速气动特性的优化算例研究。与高超声速四边形翼型相比,优化翼型在跨声速状态下,升阻比最多可提高69.49%,高超声速状态下的升阻比最多可提高7.46%,能够达到宽速域范围内整体气动特性的最优。研究表明,本文发展的适用于高超声速飞行器宽速域翼型的优化设计方法,可以用于进一步开展高超声速飞行器宽速域机翼的优化设计研究。
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