基于法向约束的B样条翼型曲线参数化方法

发布时间：2017-07-07 19:01

  本文关键词：基于法向约束的B样条翼型曲线参数化方法

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【摘要】：翼型设计是飞机外形设计和空气动力学研究的一项重要内容。为了缩短研发周期,降低研发成本,将基于气动性能数值计算的翼型优化设计方法与数字风洞实验相结合已成为目前翼型研究的发展方向。要实现数值计算首先就需要对翼型进行参数化,翼型的参数化结果将影响翼型的优化设计。翼型参数化结果的参数个数、光滑性与连续性、对翼型优化过程的控制能力,都是评判参数化结果好坏的标准,为了实现以上目标,本文给出了一种基于法向约束的B样条参数化方法。该方法用一条三次非均匀B样条曲线表示翼型,翼型数据的参数化过程主要采用了B样条曲线拟合算法,并且在一般的B样条曲线拟合算法的基础上加入了对曲线的法向约束,通过迭代求解最终的参数化结果。本文首先给出了改进的四段三次B样条参数化方法的算法思想和计算流程；随后将算法推广,使算法可以根据数据点的特征自适应地选择三次B样条曲线的段数；最后还利用我们得到的翼型曲线去拟合三维空间机翼曲面,并给出算法思想。实验结果表明,本文所提出的改进的B样条参数化方法可以较好的拟合典型的翼型数据,得到的翼型参数化结果不仅光滑,满足C2条件,而且所得翼型函数的参数个数比传统的参数化方法有了进一步的减少,更有利于之后翼型的优化设计。
【关键词】：翼型 B样条曲线 翼型参数化 翼型优化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V224;TP391.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 已有工作简介9-10
• 1.3 本文研究思想与研究内容10-12
• 2 B样条曲线简介12-19
• 2.1 B样条基函数12-15
• 2.1.1 B样条基函数的定义12-13
• 2.1.2 B样条基函数的性质13-15
• 2.2 B样条曲线15-19
• 2.2.1 B样条曲线的定义15
• 2.2.2 B样条曲线的性质15-19
• 3 改进的B样条参数化方法19-32
• 3.1 目标函数19-20
• 3.2 算法流程20-27
• 3.2.1 数据点的法向量估计21-22
• 3.2.2 数据点参数的预估22-23
• 3.2.3 确定控制顶点坐标23-26
• 3.2.4 误差计算和参数的重新选择26-27
• 3.3 数值实验结果27-32
• 4 自适应的B样条参数化方法32-42
• 4.1 算法流程32-35
• 4.1.1 确定参数曲线的分段数及节点向量34
• 4.1.2 确定控制顶点坐标34-35
• 4.2 数值实验结果35-38
• 4.3 机翼曲面拟合38-42
• 结论42-44
• 参考文献44-46
• 附录A 源代码46-48
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况48-49
• 致谢49-50

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本文编号：531385