高揚力装置の設計最適化に向けた信頼性の高い空力性能評価手法の実用化研究

高升力装置优化设计高可靠气动性能评估方法实践研究

• 批准号: 20860007
• 负责人: 佐々木 大輔
• 金额: $ 2.1万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20860007/
• 关键词: 高揚力装置; 解適合格子細分化; 空力最適化; 数値流体力学

航空機の離着陸性能を向上させるためには, スラットやフラップといった高揚力装置の高性能化が必要である. 近年では, 計算性能の発達やCFD計算技術の進歩により, 空力最適化を用いることで高性能化が期待できるようになってきた. しかし, 高揚力装置周りの流れ場は非常に複雑であるため, 正しく空力性能値を算出するためには格子細分化を用いた高精度計算格子を用いることが必要である. 本研究では, 格子細分化を用いることで高揚力装置の空力最適化の信頼性向上を目指している.今年度, 2次元翼型周りの格子細分化手法の構築を行い, その有効性について検証した. 解適合格子細分化を行うことで, 空力性能の信頼性を向上させることができた. 2次元での検証ができたことから, 現在3次元への拡張を行っている. 3次元形状への格子細分化では, 細分化アルゴリズムの複雑さ, メモリ使用量の大幅な増大など, 解決すべき課題が多いが, 早急に手法の構築を目指す.また, 高揚力装置の空力最適化問題の高度化を図るため, 穏やかな失速特性を実現するスラット付き翼型の空力最適化手法の構築を行った. 本手法により, 穏やかな失速特性をもつ翼を効率よく設計することが可能となった. 本計算では, 最適化システムの構築を目的としたため, スラット付き翼型周りに一様な格子を生成していたが, この最適化システムの信頼性向上のために解適合格子細分化法の導入を図っている. この設計システムを構築することで, 信頼性の高いスラット付き翼型の設計が期待できる.

为了提高飞机的起降性能，需要提高缝翼、襟翼等高升力装置的性能。近年来，计算性能和CFD计算技术的进步，使性能的提高成为可能。然而，由于高升力装置周围的流场极其复杂，为了精确计算气动性能值，需要采用网格细分的高精度计算网格。学习，我们的目标是通过网格细分来提高高升力装置气动优化的可靠性。今年，我们围绕二维翼型构建了网格细分方法并验证了其有效性。解决方案自适应通过进行网格细分，我们能够由于我们能够在二维上进行验证，所以我们目前正在将网格细分扩展到三维形状，从而提高了细分算法的复杂性。虽然还有很多问题需要解决，比如内存占用大幅增加，但我们的目标是尽快开发出一种方法。另外，为了改善高升力装置的气动优化问题，我们正在开发一种缝翼实现温和失速特性的系统。我们开发了一种翼型的空气动力学优化方法，该方法可以有效地设计具有温和失速特性的机翼。在板条翼型周围生成了均匀的网格，但为了提高该优化系统的可靠性，我们引入了一种自适应网格细分方法，通过构建该设计系统，我们可以期待高度可靠的板条翼型设计。