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代理模型在多学科设计优化系统中用数学模型来代替原有的分析模块,能实现分析模块与MDO计算框架的集成,并可有效地去除数字噪声,是多学科设计优化的关键技术之一。在对飞机进行静气弹多学科设计优化中,气动学科代理模型的建立需要多个变形状态下的气动力分布。
本文按照机翼结构设计的原则,对内部结构还未确定的机翼提出了一种通用的变形计算方法。通常飞机机翼由一段或多段梯形或梯形变形体组成。机翼变形由弯曲变形和扭转变形组合而成。本文用三次多项式描述每段机翼的弯曲变形,认为扭转角沿展向呈线性分布。只要给定翼梢挠度与扭转角,即可计算机翼变形情况下的几何模型,从而使代理模型能够预测变形后机翼的气动载荷分布。
本文分别用一段简单机翼和多段复杂机翼作为算例,对算法进行了验证。并与有限元结果进行了对比分析。算例结果表明:本文模型预测的变形与有限元分析给出的结果吻合较好。
文章最后在试验设计的基础上对多个变形状态下的某无人机进行了CFD计算,为以后代理模型的建立与多学科设计优化奠定了基础。