题目：平流层飞艇外形设计与气动特性研究

平流层飞艇作为各种用途的平台,要使其能够正常的工作,必须精确计算飞艇所受的气动力。飞艇气动力的计算对于飞艇的稳定性分析、运动模拟和有效控制等方面起着重要的作用。随着计算机计算能力的大幅提升和计算机在飞艇气动研究中的深入应用，结合飞艇CFD气动仿真与优化算法的研究设计方法逐渐得到普遍重视。本文以某平流层飞艇为研究对象，开展了平流层飞艇艇身外形的优化设计及相关的气动特性分析，主要研究工作包括：

1．本文首先将平流层飞艇设计的耐压、浮力、结构安装等要求解耦为4个边界条件，再根据Lutz和Nejati的不同雷诺数低阻外形研究成果将飞艇外形离散为3个参数控制的4段轮廓，然后用满应力迭代法对飞艇气动外形进行了优化。

2．在优化过程中，通过压差阻力、粘性阻力和单位体积阻力的分析给出了特定约束条件下飞艇的阻力下限，其结果可以为飞艇的总体设计提供依据，且方法具有通用性。

3．在优化得到的低阻外形的基础上，分别对单独艇身、倒“Y”型、“十”字型和“X”型尾翼布局飞艇进行了不同速度和迎角、侧滑角下的气动力、气动力矩分析计算，总结了飞艇气动特性与速度、迎角、侧滑角及尾翼布局形式之间的关系，为平流层飞艇总体设计提供了依据。