论文摘要：跨音速翼型分析及优化设计

本文将商业流场分析软件、复合形优化方法和基于C++外部控制程序耦合起来,发展了一种工程实用的翼形优化设计方法,用以提高翼形在单个或多个设计点、多种约束条件下的气动性能。本文采用商业流场计算软件来求解分析流场，得到升力系数、阻力系数、力矩系数等气动参数，并对其不同的流场情况对设计翼型表面进行压力、速度、马赫数分布进行分析。然后以其中一个或多个参数构成设计需要的目标函数。优化设计从一个基本翼形开始，将光滑的几何扰动叠加到基本翼型表面上，形成新的翼型。利用Hicks and Henne型函数生成几何扰动量，以型函数的权系数为设计变量，以一个或多个参数为约束条件，提出优化问题。对于多个目标的优化情况，通过对各个目标的权重组合实现单目标化。利用复合形优化方法对形成的目标函数进行最优化计算。同时在整个流场计算及复合形优化过程中，通过基于C++外部控制程序实现整个过程的自动化。在复杂算例情况，采用了局域网内并行计算的方法，极大地提高了优化计算的效率，节省了计算时间。优化算例研究表明，本文发展的翼型优化设计方法效率高，整个优化过程稳定；因而在工程实际上有一定的应用价值。