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基于控制理论的Euler方程翼型减阻优化设计 被引量:14

Control theory based airfoil design using Euler equations
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摘要 在Jameson的控制论气动优化设计思想下 ,应用Euler方程研究了翼型的反设计和减阻问题。设计过程中的梯度是通过求解一个伴随偏微分方程而得到的 ,每个设计迭代只需求解一次Euler方程和一次伴随方程 ,计算量与设计变量数无关。在具体数值执行中 :①利用分部积分将目标函数变分的计算转化成了类似于计算Euler方程残值的形式 ,节省了机器时间 ;②根据控制理论的要求 ,将减阻问题转化成了相应地修改伴随方程的物面边界条件和目标函数的变分表达 ,使问题得到了简化 ;③利用特征不变量分析法 ,处理了伴随方程的物面和远场边界条件。设计算例证明了本文方法可靠性好、收敛快。 This paper describes the implementation of optimization techniques based on control theory for airfoil with Euler equations.The Frechet derivative of the cost function is determined via the solution of an adjoint partial differential equation,and the boundary shape is then modified in a direction of descent.The advantage is that the cost function variation is independent on the flow field variation,with the result that the gradient of cost function with respect to arbitrary number of design variables can be determined without the need for additional flow field evaluations.So each design cycle requires the numerical solution of both the flow and the adjoint equations leading to a computational cost roughly equal to the cost of two flow solutions.Results are presented for both the inverse problem and drag minimization.
出处 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期262-270,共9页 Acta Aerodynamica Sinica
关键词 控制论优化设计 EULER方程 伴随方程 减阻问题 翼型 梯度 optimization Euler equations adjoint equations drag reduction
  • 相关文献

参考文献3

二级参考文献5

  • 1蔡宣三.最优化与最优控制[M].北京:清华大学出版社,1983..
  • 2张玉伦 余涛 等.飞机亚、跨、超绕流流场数值模拟研究.第六届全国计算流体动力学会议论文集[M].,1992..
  • 3施法中,计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条,1994年,52,229页
  • 4张玉伦,第六届全国计算流体动力学学术会议论文集,1992年
  • 5蔡宣三,最优化与最优控制,1983年,279页

共引文献13

同被引文献143

引证文献14

二级引证文献81

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