题目：新型翼身融合体客机概念方案设计及气动优化

摘要现代客机的发展趋向于大型化、高速化。在绝对保证安全的前提下追求高度的舒适性、多功能和多用途。航空技术的快速发展集中表现为飞机新布局形式的不断出现，每种新布局都使飞机的性能产生飞跃，甚至是划时代的变化。概念方案研究是工程应用前的工作，应该在型号发展上有实用性，在技术上有创新性，在发展思想上有开拓性，在成果上有明显的社会效益和经济效益。因此，飞机概念研究的对象应该是有发展前途与应用价值的新一代飞机。国外的概念设计研究表明，翼身融合体天生具有比常规外形更好的气动、承载等性能。同量级的BWB布局飞机与传统布局飞机(如A380)相比，巡航升阻比可从19提高至23，最大起飞重量可减少18%，每座位燃油消耗可减少32%，具有良好的环保性（噪声与排放）。通过气动载荷分布规律的反设计,翼型修型和三维优化设计等气动设计方法可以有效减阻和提高BWB的气动性能。总之，经过主要航空强国十数年的研究，BWB被公认为最有可能成为未来客机的布局形式之一，值得研究与探索。本文在分析了大量国外BWB布局研究成果的基础上，将翼身融合布局应用到民用大型客机的设计中，提出了设计指标，进行重量、推重比和翼载等初始参数的估算，对发动机进行选型与初步的布置设计，还对机身进行了内部布置，初步设计了应急逃生方案，并对BWB的家族化发展与通用性进行了初步的探讨，进而进行了BWB客机的气动布局设计与CATIA三维外形建模，通过使用ICEM对模型进行了网格的划分，再用Gambit进行边界条件的设置，最后使用计算流体力学CFD工具Fluent 6.3进行了气动性能的数值模拟，并根据对计算结果的分析对外形进行优化，重建模、划分网格与数值模拟。最后通过对优化前后的数值结果进行对比研究，分析了一些外形参数对BWB气动性能的影响与原因，并总结了BWB气动布局设计中的一些经验和未来可能的优化与发展的方向。