1 内容介绍
航天航空技术的快速发展和市场竞争的日益激烈，导致人们对飞行器的运输效率、飞行品质和气动性能等方面的要求越来越高，使得飞行器的设计过程面临着更大的挑战。因此，对飞行器气动外形的优化设计方法进行详细分析和研究，获得更满足设计要求的气动外形，将是飞行器总体设计的重要环节。作为飞机必不可少的重要组件，机翼能够提供飞机航行以及实现各种飞行动作所需的升力，同时具有一定的保持其安定性和操纵性的作用［１］。而作为机翼的基本要素，翼型的优化设计对飞行器的运输效率、飞行品质和气动性能等方面都有重要的影响。世界上的许多国家在上个世纪中期就有了自己的翼型系列，而我国是在８０年代以后经过专家的不断探索才终于研发出了能够与世界上的先进翼型相媲美的本土化系列翼型，且经过实践的检验，证实该翼型系列在爬升阻力、升力以及失速迎角等多个方面都具有明显优势。￥尽管存在各式各样的翼型系列，并且许多国家都建立了自己的翼型数据库，但是并不存在也不可能存在适用于任何气流条件和飞行状态，且能符合人们各种预期的某一超级翼型。所以在开展翼型的优化设计工作之前，往往要先明确飞行器最主要的功能和用途、工作环境以及飞行状态，然后在数据库中挑选大致符合这些要求的优良翼型作为基准翼型，通过不断修改基准翼型的外形最终获得满足设计需求的理想翼型。比如许多高＇亚声速飞机以及超声速飞机选用改进后的ＮＡＣＡ６系列层流翼型；第五代干线客机选用修型之后的超临界翼型。如果修改基准翼型还是不能达到预期目标，就需要重新设计翼型的外形。比如“全球鹰”军用无人机抑或是Ｆ－２２隐身战斗机等，它们都不是采用现有的翼型，而是通过专门的设计而获得的在气动、结构、隐身等方面都能达到最优的高性能翼型。而图１．１为ＮＡＳＡ（ＮａｔｉｏｎａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＳｐａｃｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）提出的关于未来飞机的构想，该飞机能够感受周围气流的变化，并及时将机翼外形连续光滑地改变为最适应这种变化的形状，从而如鸟类一般在天空上自在翱翔。综上，研究翼型的气动外形，探索其优化设计方法，研制出高性能的翼型是非常重要且有必要的
2 仿真代码
%initial individual
close all
clc
clear all
% p0=[0.0155 0.296632 0.060015 -0.4515 0.296632 -0.06055 0.453 0 0.001260 0 7.36]; %%NACA 0012
p0=[0.0216 0.3445 0.07912 -0.6448 0.17 -0.033797 0.6748 0 0 0 0]; %%NACA 2411
range=[0.0015 0.025 0.015 -0.01 0.02 -0.015 0.075 0 0 -0.175 0.05];
%range=[0.02 0.023 0.32 0.37 0.077 0.08 -0.63 -0.65 0.15 0.19 -0.02 -0.05 0.6 0.75 0 0 0 0 -4.55 -4.9 15 15.1];
%Solver parameters
Npanel=200;
uinf=1;
AOA=5*pi/180;
genNo=20; %number of generations
%Genetic solution
[cloriginal,clfittest,fittest]=GAairfoil(genNo,p0,range,uinf,AOA,Npanel);
%ploting and graphing
fprintf(' Original Cl= %f \n Optimized Cl= %f \n',cloriginal,clfittest)
figure
graphCl(fittest,Npanel,uinf,5,'k');
graphCl(p0,Npanel,uinf,5,'r');
legend('Optimized','original')
xlabel('AOA')
ylabel('Cl')
line([-100 100],[0,0],'color','k','LineWidth',1)
line([0,0],[-10 10],'color','k','LineWidth',1)
title('Coeffecient of lift vs. Angle of attack')
grid on
3 运行结果
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4 参考文献
[1]方静. 基于遗传算法的翼型优化[D]. 哈尔滨工程大学, 2007.
博主简介：擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真，相关matlab代码问题可私信交流。
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