翼型模型几何误差对气动性能影响的自动微分分析方法.PDFVIP

第 卷 第 期 空 气 动 力 学 学 报 ， ３２ ４ Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．４ 　 　 　 年 月 犃犆犜犃犃犈犚犗犇犢犖犃犕犐犆犃犛犐犖犐犆犃 ， ２０１４ ０８ Ａｕ．２０１４ 　 ｇ 　 欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟 文章编号： （ ） ０２５８１８２５２０１４０４０５５１０６ 翼型模型几何误差对气动 性能影响的自动微分分析方法 徐林程，王 刚，武 洁，叶正寅 　 　 （西北工业大学，翼型、叶栅空气动力学国防科技重点实验室，陕西 西安　７１００７２） 摘 要：基于自动微分原理和 ＮＳ方程有限体积方法建立了一套翼型敏感性导数计算方法和程序，可以一次性获得 　 翼型不同气动力系数、压力分布对模型几何外形误差的敏感性导数和不确定度。计算结果表明，在跨声速范围内， 即使翼型的外形误差只有 （弦长 ），也可以给翼型压力分布带来 （以来流动压为参考）量级的不确定 ６３ｍ １ｍ ０．３１２ μ 度，而激波处的流动最为敏感。这种自动微分方法对于分析数值模拟结果的分散性、风洞试验结果的分散性或不 确定性具有很好的指导意义。 关键词：几何误差；不确定性；敏感性分析；自动微分；跨声速；翼型 中图分类号： 文献标识码： ： ／ Ｖ２１１．３ Ａ 犱狅犻１０．７６３８ｋｄｌｘｘｂ２０１３．００９７ 　　　 　　　　　 ｑ  变化，要准确地计算出他们之间的气动性能差异，对 ０ 引 言 　 　 计算方法和软件是一个很大的挑战。此外， 软 ＣＦＤ 气动外形决定了飞行器的气动性能，无论是数值 件计算的结果还受到网格数量、收敛精度等因素的影 　　 计算还是风洞试验，人们一直致力于提升对某个外形 响，而差分算法中步长的选取也对敏感性导数值产生 气动性能的预测精度。从风洞试验角度，外形加工误 影响。为了更有效地获得敏感性导数，国外引入自动 ［ ］ 差、模型结构本身变形（可以是因为载荷作用、也可以 微分方法 ８１１ ，这种方法直接伴随 ＣＦＤ方法求解空 是因为气候变化带来的物理变形）都会引起外形的变 气动力学基本方程的实际流程，敏感性导数的计算也 化；从数值计算角度讲，几何外形的连续曲线会被离