2009年复杂机翼气动弹性设计研究与应用

该篇论文《考虑气动弹性影响的机翼复杂气动外形设计研究》发表于2009年的西北工业大学学报第27卷第1期，作者詹浩、程诗信和朱军针对现代飞机普遍采用的大展弦比机翼的气动弹性问题进行了深入探讨。论文的核心内容基于气动-结构一体化设计理念，旨在解决在真实飞行条件下，机翼因受到气动载荷而发生的弹性变形问题。 在设计过程中，作者采用三维Euler方程，这是一种用于无粘流体运动的精确数学模型，特别适用于亚、跨音速范围内的数值模拟。通过非结构网格技术，结合结构力学平衡方程，对气动载荷和机翼的弹性变形进行耦合求解。这种方法允许研究人员考虑到机翼上诸如挂架和翼梢小翼等附件对整体气动性能的显著影响，这些附件可能会改变机翼表面压力分布和流动特性。 为了实现机翼的反设计，论文采用了Takanashi余量修正方法，这是一种迭代设计策略，将复杂的气动弹性分析与简单的光滑机翼设计进行反复优化。这种方法确保了设计的实用性和工程实用性，特别是对于那些包含复杂形状的机翼，如带有挂架和翼梢小翼的机翼。 以某型号支线飞机的大展弦比机翼为例，研究结果显示，这种考虑气动弹性的复杂机翼设计方法是有效的，不仅提供了更精确的气动特性预测，而且在实际工程应用中展现出很高的价值。因此，论文不仅为理论研究提供了新视角，也为航空工业中的气动外形设计提供了实用的工具和指导原则。 这篇论文的重要贡献在于提出了一种创新的气动外形设计方法，它将复杂的气动弹性因素纳入考虑，这对于优化现代飞机的空气动力性能，提升飞行效率和安全性具有重要意义。随着计算流体力学技术的进步，这种一体化的设计思路在未来航空工程领域将持续发挥重要作用。