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一种基于改进Hicks-henne算法的仿生蟹滑翔姿态下翼型优化设计方法


技术摘要:
一种基于改进Hicks‑henne算法的仿生蟹滑翔姿态下翼型优化设计方法,它属于水下滑翔机翼型优化技术领域。本发明解决了利用传统Hicks‑henne算法对基础翼型进行修正后得到的翼型的性能差的问题。本发明具体包括以下步骤:步骤一、采用caeses软件建立基础的翼型为NACA001  全部
背景技术:
仿生蟹是一种可以在水下实现变形功能的特殊水下机器人,具备浅滩的多足机械 形态和水下滑翔机形态。其中滑翔姿态作为仿生蟹的一个重要姿态,其水动力性能是滑翔 机形态的重要优化部分,因此针对滑翔姿态的翼型优化是重要工作。 滑翔姿态下的仿生蟹是一种扁平主体外形的水下滑翔机,水下滑翔机是一种常见 的水下观测型机器人,其具备工作范围广,工作时间长,能耗低等特点被广泛使用。这些特 点正是因为其拥有的高升阻比的翼型和平滑的主体舱室,因此对于滑翔机的优化,主要方 向就是在于优化翼型的升阻比或是改善主体舱室的外形,在满足充足装配空间的要求下提 高升阻比、优化翼型曲线。 在实际优化过程中有很多优化翼型的算法,传统Hicks-henne算法由于时代的问 题,具备一定的缺点和改进限制。比如传统Hicks-henne算法的基函数在尾缘部分修正过 小,导致利用传统Hicks-henne算法对基础翼型进行修正后得到的翼型的性能较差。
技术实现要素:
本发明的目的是为解决利用传统Hicks-henne算法对基础翼型进行修正后得到的 翼型的性能差的问题,而提出了一种基于改进Hicks-henne算法的仿生蟹滑翔姿态的翼型 优化设计方法。 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种基于改进Hicks-henne算法 的仿生蟹滑翔姿态的翼型优化设计方法,该方法包括以下步骤: 步骤一、采用caeses软件建立仿生蟹滑翔姿态外形的基础翼型模型; 步骤二、采用改进Hicks-henne算法对步骤一建立的基础翼型模型进行修正,获得 修正后的翼型模型; 步骤三、利用FINEMarine软件对修正后的翼型模型进行网格绘制,计算出修正后 的翼型模型的性能数据,并对修正后的翼型模型的性能数据进行优化处理,得到优化后的 翼型模型性能数据。 本发明的有益效果是:本发明提出了一种基于改进Hicks-henne算法的仿生蟹滑 翔姿态的翼型优化设计方法,本发明针对传统Hicks-henne算法的缺点进行改进,形成改进 Hicks-henne算法。通过建立滑翔姿态的基础翼型曲线,并针对基础翼型曲线进行参数化, 分别采用传统Hicks-henne算法和改进Hicks-henne算法进行优化,得到新的翼型曲线。 通过对比不同翼型曲线的优化性能,可以看出,改进Hicks-henne算法的翼型可以 获得较高一些的升力图像,同时还可以获得较少的阻力,通过改进Hicks-henne算法获得的 3 CN 111597741 A 说 明 书 2/5 页 翼型的性能较好。 附图说明 图1为传统型函数的函数图像; 图2为改进型函数的函数图像; 图3为滑翔姿态基础水动力外形图; 图4是利用传统Hicks-henne算法改进的翼型,基于改进Hicks-henne算法改进的 翼型与基础翼型的对比图; 图5为基础翼型的最佳攻角下最佳升阻比性能图像; 图6为传统Hicks-henne算法改进的翼型的最佳攻角下最佳升阻比性能图像; 图7为改进Hicks-henne算法改进的翼型的最佳攻角下最佳升阻比性能图像; 图8为三种翼型的升阻比曲线图。
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