直升机旋翼翼型高效优化设计方法

基于传统双时间方法的共轭梯度旋翼翼型优化设计方法效率低下,难以满足工程实际多点多工况的优化需求,针对直升机旋翼翼型非定常多点多目标优化设计问题,耦合高效的时间谱方法和多重网格方法,发展了一种适用于直升机旋翼翼型悬停、前飞和机动等多种运动状态的多点多目标优化设计方法,其中,Navier-Stokes方程和共轭方程的求解均采用时间谱方法进行物理时间项的离散,同时还采用几何多重网格加速收敛,以提翼型优化计算效率。算例选取典型旋翼翼型NACA0012与OA209分别开展悬停、前飞和机动等状态的定常优化与非定常优化。结果表明:该静态与动态气动外形优化设计方法具有较高精度,能够实现直升机旋翼的悬停、机动和前飞等复杂运动状态下的翼型多点多目标优化设计;相比于传统的双时间共轭梯度优化设计方法,时间谱共轭梯度优化设计方法能够提高翼型优化计算效率5倍以上。