王钢林 刘沛清 / WANG Ganglin LIU Peiqing

(1. 中航工业航空研究院，北京 119001； 2. 北京航空航天大学，北京 100191)



基于B样条的机翼外形参数化方法研究

王钢林1刘沛清2/ WANG Ganglin1LIU Peiqing2

(1. 中航工业航空研究院，北京 119001； 2. 北京航空航天大学，北京 100191)

描述了基于B样条的机翼外形参数化方法在超临界翼型和机翼气动设计中的应用研究。在机翼外形参数化过程中，通过B样条曲线插值和拟合型值点生成机翼截面曲线和展向引导线，采用Coons-Gordon方法通过自由放样和点阵插值获得B样条张量积曲面并进行叠加，进而获得插值于机翼表面曲线网的B样条曲面。还运用CFD工具对不同机翼放样面的气动性能进行了分析对比。通过研究，B样条控制点可作为设计变量传递给气动优化程序，采用B样条曲线或曲面表达式为各设计变量的线性组合，可以方便快捷获取几何梯度信息。

B样条；参数化造型；Coons-Gordon；气动优化

0 前言

超临界机翼设计是大型民用飞机设计的重点，精细而繁多的变量和约束被引入设计工作中，给单纯依赖经验的设计方法带来挑战，自动化的优化设计方法成为一种自然选择。随着多目标多学科优化逐渐兴起，快速精确地生成翼型与机翼形状，并实现参数化造型与优化过程的整合，已成为当前飞行器多目标优化设计中的一个重要问题。使用遗传算法等随机优化方法需要计算大量样本，若采用精度较高的CFD模拟方法则总时间成本难以接受。使用梯度优化算法则可大幅提高搜索效率，如离散共轭方法等[1]先进方法已被应用于各种气动优化设计平台。……