● 摘要
离散共轭方法具有计算精度高、优化速度快等优势，当其应用于气动优化时需首先完成气动外形的参数化造型和变形，并获得参数表达式的梯度信息。与其他参数化方法相比，B样条方法具有良好的三维适用性和局部控制性，满足气动外形的参数化和交互设计的需要。根据超临界机翼非线性曲面的外形特点，通过编写C/C++程序，将B样条方法应用于超临界翼型和机翼参数化中，B样条控制点可作为设计变量传递给气动优化程序完成造型，且B样条曲线或曲面表达式为各设计变量的线性组合，便于获取几何梯度信息。主要方法和结论包括：
1) 首先通过对型值点集的全局曲线插值完成翼型的B样条参数化。为了减少控制点数，以带插值和切向约束的最佳平方逼近为基础，使用30至50个B样条控制点完成超临界翼型B样条参数化，使几何精度达到弦长的10-4量级，气动力系数相对误差约1%到2%。在跨声速条件下对某低速翼型进行气动优化，通过自动改变B样条曲线控制点位置得到近似超临界翼型的形状，使升力系数和升阻比提升近两倍，验证了B样条参数化法的可行性。
2) 通过自由放样方法将二维参数化向三维参数化拓展，发现七截面整体放样比三截面分段直线放样的机翼巡航升阻比增大，表明合理增加展向截面有助于提升气动性能。将Coons-Gordon曲线网蒙面法用于机翼表面曲线网插值，并实现了B样条基函数节点向量的不同赋值方法和节点加密算法。针对超临界机翼展向非线性变形的特点，分别完成了有无前后缘和翼面引导线条件下某型机翼各展向截面间的B样条曲面放样，并运用CFD工具对不同机翼放样面的气动性能进行了分析对比。通过复现某型机翼曲面发现，合理添加翼面引导线可以使巡航升阻比提升约1%。