3　翼型設計

3.1　設計方法

在無黏性流假設下，利用伯努利方程

可以得到吸力面和壓力面的速度分布曲線。采用逆向法，可以從速度分布逆向導出翼型形狀，見圖3-1。

圖3-1　逆設計方法：從吸力/壓力面的速度分布到翼型設計

一般情況下，吸力面和壓力面的速度分布可以利用一列控制點得到。控制多并不一定得到更精確的曲線結果。有時控制點過多，得到的速度分布曲線過于“波動”，導致翼型表面不光滑。在本次設計中，采用Bezier曲線［45］來生成吸力面和壓力面的速度分布曲線。許多邊界層理論可以對速度分布曲線進行優化，例如Head's理論［46］和Cebeci-Smith理論［47］。本次設計采用Cebeci-Smith理論。在某一吸力面或壓力面，為了得到較低的阻力系數，采用Nelder-Mead Simplex優化理論［48］使約束下的成本函數達到最小。約束條件包括預期環量、翼型前緣和尾緣速度曲線的斜度等。