● 摘要
吸气减阻技术是当前研究较为热点的主动减阻技术之一。然而,吸气减阻技术中吸气开口位置与吸气质量流率两个关键参数一般都是由经验或者实验确定的,随意性很大。这样造成的结果是,如果吸气位置设置不恰当,在相同的减阻目标下,吸气质量流率会大大增加,甚至会导致边界层吸气根本没有减阻效果。大量吸气消耗过多的能量,阻碍了边界层吸气减阻技术的实际应用。本文针对吸气减阻技术吸气质量流率较大的缺点,采用多岛遗传算法与计算流体力学相结合的方法,对二维翼型吸气减阻技术进行了优化。数值计算采用E387二维翼型,将吸气开口位置和吸气质量通量作为优化参数,通过寻找上翼面最佳的吸气开口位置,使翼型阻力和吸气质量最小。
结果表明:
(1)多岛遗传算法能够有效地优化吸气开口位置和吸气质量流率,当吸气开口位于最佳位置时,为达到翼型减阻效果所需的吸气开口质量通量很小;
(2)吸气开口数目增加,能够使吸气减阻效果变好,如单吸气开口减阻8.4%,双吸气开口时减阻10.5%,而三吸气开口时减阻效果达到24.3%,但是随着吸气开口数目的增加,吸气减阻所需的吸气量也相应增加,同时优化种群的收敛速度也会变慢;
(3)在优化后的吸气位置吸气,不能延缓流动转捩的发生,翼型阻力减小的原因主要是由于压差阻力的减小。
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