基于FFD的翼身融合水下滑翔机外形优化设计

发布时间：2024-02-24 10:32

　　水下滑翔机发展至今大体上可以分成2个大类:常规布局外形水下滑翔机与非常规布局水下滑翔机。翼身融合水下滑翔机作为一种非常规布局水下滑翔机,因其独特的流体外形布局,具有更好的流体动力特性。但设计出具有优秀水动力性能的翼身融合水下滑翔机外形较为困难,因此开展翼身融合水下滑翔机外形优化设计研究工作具有十分重要的意义。开展基于自由变形(FFD)的翼身融合水下滑翔机外形优化设计研究,以FFD参数化方法为核心,与CFD求解器、优化算法、网格变形方法相耦合,组成了完整的自动外形优化设计框架,并用该框架开展了翼身融合水下滑翔机外形优化设计工作。以翼身融合水下滑翔机下沉和上浮一个工作周期的平均阻力系数为目标函数,在考虑体积约束的条件下开展外形优化设计,优化结果表明翼身融合水下滑翔机的滑翔性能得到了明显提升。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图6优化前后FFD控制体

图5迭代过程对比优化前后的相关流体参数如表2所示。

图8压力云图

图7优化前后截面形状对比3结论

图1外形优化设计框架

下面主要介绍框架中的FFD参数化方法、网格变形算法及SQP优化算法。1.1FFD参数化方法

图2翼身融合式水下滑翔机

利用外形优化设计框架对翼身融合水下滑翔机开展外形优化设计研究。初始水下滑翔机由5个NACA翼型放样得到,如图2所示。考虑到数值模拟的计算量及直接优化整机可能造成左右不对称问题,因此选用一半的滑翔机外形进行优化。使用ICEM软件绘制结构化网格,计算域为长方体域,大小为20m×20....

本文编号：3908860