Применение метода PGT при оптимизации аэродинамических характеристик вертолетного профиля


Авторы

Никольский А. А.

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

e-mail: anikolskii@mail.ru

Аннотация

Разработана эффективная методика аэродинамического проектирования вертолетных профилей на основе параметризации контура профиля универсальным методом PGT (Parent function/Generating functions Transformation). На первом шаге выполняется редукция пространства переменных проектирования (ППП) с использованием решателей низкого уровня. На втором шаге поиск оптимума продолжается в редуцированном ППП с привлечением решателя высокого уровня. Обосновано минимальное количество переменных проектирования необходимое для успешного решения оптимизационной задачи. Проведено сравнение с предыдущим уровнем целевых аэродинамических критериев профилей.

Ключевые слова:

метод PGT, аэродинамическое проектирование, аэродинамические профили, аппроксимация, оптимизация, крыло

Библиографический список

  1. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Карась О.В., Ковалев В.Е. Развитие методов аэродинамического проектирования крейсерской компоновки дозвуковых самолетов // Труды ЦАГИ. 2002. № 2655. С. 133-145.

  2. Leoviriyakit K., Jameson A. Aerodynamic shape optimization of wings including planform variables // 41st Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, AIAA paper 2003-0210, Reno, Nevada, 2003.

  3. Lyu G.K., Kenway G., Martins J.R., Aerodynamic shape optimization investigations of the common research model wing benchmark // AIAA Journal, 2014, vol. 53, no. 4, pp. 968-985. DOI: 10.2514/1.J053318

  4. Игнаткин Ю.М., Константинов С.Г. Исследование аэродинамических характеристик несущего винта вертолета методом CFD // Труды МАИ. 2012. № 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30875

  5. Вершков В.А., Крицкий Б.С., Махнев М.С. и др. Сравнение результатов численного моделирования обтекания несущего винта в различных пакетах программ // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=72704

  6. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Программный комплекс для расчета аэродинамических характеристик несущих и рулевых винтов вертолетов на базе нелинейной лопастной вихревой теории // Труды МАИ. 2010. № 38. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=14148

  7. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Численное моделирование прикладных задач аэродинамики вертолета на базе нелинейной лопастной вихревой модели винта // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=65636

  8. Анимица В.А., Головкин В.А., Никольский А.А. Аэродинамическое проектирование вертолетных профилей ЦАГИ // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 16-28.

  9. Никольский А.А. Нелинейные зависимости подъемной силы от угла атаки в теории несущей линии // Ученые записки ЦАГИ. 2015. Т. 46. № 8. C. 30-41.

  10. Павленко Н.С., Сыпало К.И., Кириллов О.Е. и др. Перспективы увеличения максимальной скорости горизонтального полета вертолета одновинтовой схемы // Полет. 2020. № 4. С. 10-18.

  11. Nikolsky A.A. About a geometric genotype of shapes of airfoils // Tsagi Science Journal, 2014, vol. 45, no. 5, pp. 417-429.

  12. Nikolsky A.A. Universal geometric transformation method PGT for aircraft design // 44th European rotorcraft forum, 2018, vol. 1, no, 40, pp. 456-467.

  13. Nikolsky A.A. Generalized inverse airfoil problem // Tsagi Science Journal, 2012, vol. 43, no. 6, pp. 775-786.

  14. Никольский А.А. Аэродинамическое проектирование вертолетных профилей методом решения обобщенной обратной задачи // Труды МАИ. 2013. № 88. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=70417

  15. Wright A.H. Genetic Algorithms for Real Parameter // Foundations of Genetic algorithms I. 1990, pp. 205-218. DOI: 10.1016/B978-0-08-050684-5.50016-1

  16. Powell M.J.D. The BOBYQA algorithm for bound constrained optimization without derivatives, DAMTP, 2009, no. A 06, 39 p.

  17. Bauer F., Garabedian P., Korn D. Supercritical Wing Sections III, New York: Springer-Verlag, 1978, 184 p.

  18. Lyapunov S.V., Wolkov A.V. Numerical Prediction of Transonic Viscous Separated Flow Past an Airfoil // Theoretical and Computational Fluid Dynamics, 1994, vol. 6, no. 1, pp. 49-63.

  19. Программный пакет ANSYS Fluent. URL: http://www.ansys.com/Products/Fluids/ANSYS-Fluent

  20. Brenda K., Kulfan B., Bussoletti John E. "Fundamental" Parametric Geometry Representations for Aircraft Component Shapes // 11th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, 2006. DOI: 10.2514/6.2006-6948


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход