后缘变弯度机翼设计优化中网格自动生成技术

基于CFD技术开展民机机翼后缘变弯度气动设计优化中,机翼后缘变弯度设计的几何参数化和网格自动生成是优化设计流程的前置处理子流程,也是研究开发重要方面。针对研究问题提出了机翼后缘局部网格变形策略,开发了基于自由曲面变形(FFD)技术的几何参数化和RBF-TFI混合插值技术的局部网格变形程序,在此基础上建立机翼后缘变弯度优化设计流程。为了提高网格变形效率,还提出了RBF插值基序列筛选方法,开发并集成于BRF-TFI混合网格变形程序。以某型民机为算例,开展机翼后缘变弯度气动设计优化数值研究,验证了变形网格自动生成技术在多方式组合复杂变弯度机翼设计优化中的适用性。

一种适用于变弯度机翼后缘的蒙皮设计方法

蒙皮作为机翼的重要组成部分,其形变精度直接影响飞机在不同环境的气动性能。基于便于加工和易于形变的思想,提出了一种用于变弯度机翼后缘的变截面厚度蒙皮设计方法。利用所提方法优化设计了3~8段机翼后缘上、下缘蒙皮的各段厚度和长度,对不同分段蒙皮的变形结果进行了对比分析,通过叠层蒙皮实验验证了设计结果的正确性及所提方法的有效性。

可变后缘弯度机翼柔性蒙皮的刚度需求分析

建立了柔性蒙皮在气动载荷作用下的变形分析方法.翼型压力分布计算采用面元法,结构分析采用有限元方法.在此基础上,计算了柔性蒙皮在气动载荷作用下的变形情况以及变形对气动力的影响.数值结果表明:后缘部分的柔性蒙皮在气动载荷作用下被"吸"成鼓包形状;同时,翼型上表面压力在"鼓包"位置出现比较大的变化.采用Jacobs的蒙皮形变准则(蒙皮的最大形变量小于弦长的0.1%),计算和分析了可变形后缘弯度机翼对柔性蒙皮的刚度要求.计算结果表明:对于可变后缘弯度机翼而言,增大蒙皮弯曲刚度和拉伸刚度的比值可以减小蒙皮结构对拉伸刚度的要求.柔性蒙皮的最大形变量是随着其拉伸刚度的降低而增加,但增加的幅度取决于蒙皮弯曲刚度的大小;当蒙皮弯曲刚度大于某个值时,蒙皮的变形量由弯曲刚度来控制,拉伸刚度不在起作用,这对柔性蒙皮的结构设计具有重要的指导意义.

可变弯度机翼后缘的研究进展及其关键技术

简述了可变弯度机翼后缘结构的国内外研究进展,描述了现阶段的几种典型的可变弯度机翼后缘结构方案,提出了可变弯度机翼后缘结构设计的关键技术,分析了各项关键技术的设计要求和研究难点,为该项技术的进一步研究提供参考。

变弯度机翼后缘偏心梁设计与验证

针对基板弯曲变形的变弯度柔性机翼后缘结构难以精确变形、承载差的问题,提出了一种多变形控制点偏心梁驱动结构,设计了偏心梁与柔性后缘结构连接。根据变形目标要求,通过ABAQUS二次开发的参数化非线性简化模型程序、粒子群算法程序对驱动变形控制点数量及位置进行了优化分析;通过载荷分析计算了偏心梁的变形控制点补偿位移。搭建了非接触测试系统测试了结构的变形。测试结果表明:结构偏转角度达到15°,变形后轮廓与变形目标吻合较好,翼尖处的最大误差在2 mm以内,结构驱动方案及优化方法可行。